WIRTSCHAFTLICHKEIT VON SMART GRID TECHNOLOGIEN IN HAUSHALTEN

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1 WIRTSCHAFTLICHKEIT VON SMART GRID TECHNOLOGIEN IN HAUSHALTEN Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme ISE Jessica Thomsen Arnaud Roulland Niklas Hartmann 9. Internationale Energiewirtschaftstagung Wien, Februar

2 AGENDA Einführung und Hintergrund Zielsetzung Methodik Optimierungsproblem Technologien zur Energieerzeugung und -speicherung Haushalt Nachfrageprofil Stromtarife Lastmanagement Szenarien Ergebnisse Zusammenfassung und Ausblick 2

3 Einführung Motivation Übertragungsnetzbetreiber, Verteilnetzbetreiber, andere DMA Strommarkt, Regelenergiemarkt Speicher Besitz/ Pacht/ Betrieb DMA Ausbauplannung Erzeugung Speicher Netzausbau Flexibilitätsoptionen Einsatzplanung Investition/ Anreiz für DSM, Energieffizienz Haushalte Kraftwerke und Erzeugung Netzinfrastruktur Lasten und Erzeugung System Verteilnetz - Erhalt der Systemstabilität Industrie Tertiärer Sektor Der Netzbewirtschafter DMA im liberalisierten Energiemarkt 3

4 Einführung Zielsetzung Wirtschaftlichkeit der Flexibilitätsoptionen Photovoltaik Anlage Stationäre und mobile Batterie Demand Side Management Einfluss des Stromtarifs Ansatz Optimierungsmodell, mit dem die Strombezugskosten des Haushalts minimiert werden 4

5 Methodik Technologien zur Energieerzeugung und -speicherung Minimierung der Gesamtkosten: Total = Photovoltaik Dachanlage Haushaltsgeräte ~4730 kwh/a Kapazität Investition O&M 0-10 kwp 1500 /kwp 50 /kwp Verschiebbar Unverschiebbar Lithium Ionen Batterie Netzanschluss Kapazität Investition O&M Versicherung 0-15 kwh 1000 /kwh 20 /a 70 /a Fixer Strompreis Flexibler Strompreis Variabler Strompreis 27,41 ct / kwh {19; 27; 33 ct /kwh} [9 64 ct /kwh] 5

6 Methodik Haushalt - Nachfrageprofil Individuelles Lastprofil Standardlastprofil 0,60 kwh 0,40 kwh 0,20 kwh 0,00 kwh 0:00 6:00 12:00 18:00 0:00 6

7 Methodik Stromtarif 3 Stromtarife: Fixer Stromtarif Flexibler Stromtarif Variabler Stromtarif Stromtarif "flex" 0,19 /kwh 0,27 /kwh 0,33 /kwh 0.35 /kwh 0.30 /kwh 0.25 /kwh 0.20 /kwh 0.15 /kwh 0.10 /kwh 0.05 /kwh 0.00 /kwh Stromtarif "variabel" Variable zwischen 0,09 /kwh und 0,64 /kwh 0.70 /kwh 0.60 /kwh 0.50 /kwh 0.40 /kwh 0.30 /kwh 0,27 /kwh 0.20 /kwh 0.10 /kwh 0.00 /kwh 7

8 Methodik Lastmanagement EEEEEEEEEEEE dddddddddddd hoooooooohoooooo ww, dd, tt = HHHHHHHHHHHHHHHdd nnnnnn oohssssssssssssss ww, dd, tt + HHHHHHHHHHHHHHHdd oohssssssssssssss ww, dd, tt 8

9 Methodik Szenarien DSM DSM + + DSM + DSM: Demand Side Management DSM 9

10 Ergebnisse Wirtschaftlichkeit der Flexibilitätsoptionen Individuelle Lastprofile Fixer Stromtarif Flexibler Stromtarif Variabler Stromtarif 0,42 kwp 1,69 kwp 0,52 kwp 1,40 kwp 0,65 kwp 1,42 kwp 0 kwh 0 kwh 0,38 kwp 0,43 kwp DSM Sim. DSM - 17 DSM DSM: Demand Side Management 10

11 Ergebnisse Wirtschaftlichkeit der Technologien aus Endkundensicht PV: Photovoltaik EV: Elektroauto DSM: Demand Side Management 11

12 Ergebnisse Einfluss des Lastprofils auf die Wirtschaftlichkeit 12 ILP: Individuell Lastprofil SLP: Standardlastprofil PV: Photovoltaik EV: Elektroauto

13 Zusammenfassung und Ausblick Wirtschaftlichkeit: Photovoltaik-Anlage Alle Stromtarife Stationäre Batterie Fixe und Flex Stromtarife Nur für den variablen Stromtarif Demand Side Management Fix und Flex Stromtarife Nur mit variablem Stromtarif, dort aber für alle Technologiekombinationen 13

14 Zusammenfassung und Ausblick DSM Potenzial stark von der angesetzten Tarifstruktur abhängig Andere Tarifstrukturen notwendig, um DSM für Haushalte attraktiv zu machen DMA muss Möglichkeit haben, Haushaltskunden andere Tarifstrukturen zu setzen, wenn er das DSM Potential systemunterstützend nutzen möchte Alternativ monatliche/jährliche Zahlung denkbar Individuelle Lastprofile geben andere Ergebnisse und sind für die weitere Untersuchung zu bevorzugen Weiterführende Analyse, welchen Anteil des DSM Potenzials der DMA nutzt und ob dieser einen entsprechenden Mehrwert generiert, um andere Tarifstrukturen / Kompensationszahlungen zu rechtfertigen 14

15 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE Jessica Thomsen, Arnaud Roulland, Niklas Hartmann 15

16 Back-Up 16

17 Ergebnisse Installierte Leistungen 17

18 Ergebnisse Optimization Scenario 6 Netz PV system : 1.3 kwp Stationary battery : 0.38 kwh DSM Demand Side Management Dishwasher : 7 per week Washing machine : 4 per week Dryer : 2 per week 18

19 Ergebnisse Optimization 19

20 Ergebnisse Optimization 20

21 Modellierung und Optimierung Lastmanagement Beispiel Waschmaschine Zyklus von 2 Stunden 21