Vorstellung der Ergebnisse aus dem Forschungsprojekt RegEnKibo. 21. Energietag Rheinland-Pfalz Prof. Dr. Peter Missal

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1 Vorstellung der Ergebnisse aus dem Forschungsprojekt RegEnKibo 21. Energietag Rheinland-Pfalz Prof. Dr. Peter Missal

2 Arbeitstitel des Projektes RegEnKibo Regionalisierung der Energieversorgung auf Verteilnetzebene am Modellstandort Kirchheimbolanden 2

3 Eckdaten des Projektes Projekttyp: Forschung und Entwicklung Projektsumme: 2,5 Mio. Förderbetrag: 2,2 Mio. Projektdauer: 6/2015 bis 5/2018 3

4 Kooperationspartner des Projektes e-rp GmbH, Gesamtprojektleitung und Koordination Gruppe MicrobEnergy GmbH KIT, Engler-Bunte-Institut KIT, Institut für Elektroenergiesysteme und Hochspannungstechnik KIT, Institut für Regelungs- und Steuerungssysteme DVGW-Forschungsstelle am Engler-Bunte-Institut Transferstelle für Rationelle und Regenerative Energienutzung Bingen in der ITB ggmbh Stadt Kirchheimbolanden 4

5 Inhalt des Projektes Gesamtenergiesystembetrachtung der Teilenergienetze in Kirchheimbolanden und deren optimales Zusammenwirken (Sektorenkopplung) zur erfolgreichen Umsetzung der Energiewende. 5

6 Kopplung der Teilenergiesysteme (Sektorenkopplung) Wasserstoff-/ Methaneinspeisung Gasüberschuss Strombedarf Stromüberschuss 6

7 Ziel des Projektes Durch den zellularen Aufbau der Energieversorgung auf Verteilnetzebene soll erreicht werden, den Austausch von elektrischer Energie zwischen Übertragungsnetz und Verteilnetz möglichst gering zu halten und den erforderlichen Netzausbau zu reduzieren. 7

8 Windstrom. PV-Strom, Biogasanlage Windpark Hungerberg, 11 WKA: gesamt 35,2 MW el 3 WKA Schneeberger Hof: gesamt 5,6 MW el Biogasanlage Bischheim: 500 kw el /600 kw th Photovoltaik-Park Ilbesheim: 6,4 MWp Photovoltaik-Anlagen Kibo gesamt: 5 MWp Photovoltaikanlagen Kibo: 3,6 MWp 8

9 Projektraum Kirchheimbolanden 9

10 Energiewirtschaftliche Daten von Kirchheimbolanden Einwohner ca Anzahl Häuser Anzahl Stromausspeisepunkte Anzahl Gasausspeisepunkte verbrauchte Jahresstrommenge ca. 70 Mio. kwh el /a verbrauchte Jahresgasmenge ca. 170 Mio. kwh th /a Blockheizkraftwerke: 10 BHKW (283 kw el ) Windstromeinspeisung: 5,6 MW el (2 x 1,8 MW el, 1 x 2,0 MW el ) Photovoltaikstromeinspeisung: 3,6 MW p (155 PV-Anlagen) 10

11 Arbeitspakete des Projektes AP 0: AP 1: AP 2: AP 3: AP 4: AP 5: Gesamtprojektleitung Netzmodellierung der Teilenergienetze mit Schnittstellen Validierung der Netzmodelle Optimierung des gesamten Energienetzes Entwicklung von Komponenten zur Integration in die Leitwarte/das vk Echtzeitbetrieb 11

12 ERGEBNISSE DES PROJEKTES 12

13 Stromnetzmodell/Gasnetzmodell und Validierung Stromnetzmodell Gasnetzmodell 3. bis 10. Januar 2014 Modellierung und Validierung sind abgeschlossen 13

14 PtG-Modell Testlauf in der Gesamtsimulationsumgebung durch Kopplung mit Häusermodell anschließend Optimierung und Integration in die Gesamtsimulation 14

15 Häusermodell Verbindung Gasnetz < > Gebäude < > Stromnetz wird hergestellt. Erfassung aller Häuser * Für alle Gebäudetypen (EFH, MFH, GMFH, RHE, RHM) ist die Anzahl und die durchschnittliche Fläche verfügbar * CHP = combined heat and power (Kraft-Wärme-Kopplung, KWK) 15

16 Gebäudeclusterung der Stadt Kirchheimbolanden Erfassung aller Gebäude in KIBO Gebäudeclusterung Wärmeverbräuche ermittelt Energieeffizienzpotenziale erfasst 16

17 Wärmebedarf der Wohngebäude nach Gebäudetypen 18

18 Versuchsapparatur der PtG-Anlage am KIT und 3PM-Modellierung PtG-Anlage ist modelliert, modifiziert und ausgelegt stationärer und dynamischer Betrieb der Versuchsanlage Betriebszustände sind validiert 19

19 Flexibilitätsbetrachtungen Flexband 1 (unstetig) Unstetiges Flexibilitätsband Tagesdarstellung Anlagenflexibilität verrechnet mit Gesamtverbrauch Unternehmen Flexband 2 stetig mit vk Stetiges Flexibilitätsband - Tagesdarstellung Anlagenflexibilität verrechnet mit Gesamtverbrauch Unternehmen vk = virtuelles Kraftwerk

20 Feldversuchsanlagen Einfamilienhaus Kita Ritten BLOCKHEIZKRAFTWERK WÄRMEPUMPE Mehrfamilienhaus Kreisverwaltung Kirchheimbolanden 21

21 Netze: intelligent verschaltetes Energiesystem KWK 22

22 Optimierte Regelung des Gesamtenergiesystems 23

23 Strom-Leistungsbilanz (Kirchheimbolanden): EE-Stromerzeugung / Stromverbrauch ohne Power-to-Gas 24

24 Strom-Leistungsbilanz (Kirchheimbolanden): Integration 1 MW-PtG-Anlage 25

25 Strom-Leistungsbilanz (Kirchheimbolanden): Integration 10 MW-PtG-Anlage 26

26 Strom-Leistungsbilanz (Kirchheimbolanden): Integration 20 MW-PtG-Anlage 27

27 Benötigte Leistung der PtG-Anlage bei steigender dezentraler Stromversorgung 28

28 Zusammenfassung und Ausblick: Reduzierter Austausch von elektrischer Energie zwischen Übertragungsnetz und Verteilnetz ist möglich (aber Energiespeicher notwendig). Die Wärme muss bei der Energiewende stärker beachtet werden. Die intelligente Informations- und Kommunikationstechnik muss verbessert werden. Ein Echtzeitbetrieb ist möglich. Weiterführendes Projekt: RegEnZell 29

29 Filme zum Projekt RegEnKibo KIBOenergy: erneuerbare Energien, regional & effizient /region/kiboenergy-im-film-erklaert/ KIBOenergy: Meilenstein in der Energiewende /region/kiboenergy-meilenstein-inder-energiewende-2/ 30

30 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 21. Energietag Rheinland-Pfalz Prof. Dr. Peter Missal