Versorgungssicherheitim Verbundnetzbei vorwiegender Nutzung regenerativer Primärenergien

1 Grundlagen der Stromversorgung und

Status Quo2 Veränderte Anforderungen an das

europäische Verbundnetz3 Lösungsansätze zur

Netzstabilisierung4 „Smart Grid“ als langfristige Vision

eines Stromnetzes

1 Grundlagen der Stromversorgung und

Status QuoAufbau eines “klassischen” Stromnetzes und Verbundbetrieb

Starke Gliederung der Infrastruktur in Erzeugungseinrichtungen, Übertragungsnetze und Verbraucher

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1 Grundlagen der Stromversorgung und

Status QuoAufbau eines “klassischen” Stromnetzes und Verbundbetrieb

Gliederung des Stromnetzes in verschiedene Spannungsebenen (höhere Spannung für weitere Übertragung)

Einspeisung vorwiegend durch Großkraftwerke in höhere Spannungsebenen

1 Grundlagen der Stromversorgung und

Status QuoAufbau eines “klassischen” Stromnetzes und Verbundbetrieb

Verbundbetrieb: Kopplung verschiedener Netze (gleiche Frequenz) führt zu Redundanz und Flexibilität

1 Grundlagen der Stromversorgung und

Status QuoKlassische Primärenergieträger

Primärenergieträger als Speicher für Energie, welche in elektrische Energie umgewandelt werden kann

Primärenergie r ElektrischeEnergier

1 Grundlagen der Stromversorgung und

Status QuoKlassische Primärenergieträger

Früher: v.a. fossile PrimärenergieträgerKraftwerke meist auf genau einen Primärenergieträger ausgelegt

1995

1 Grundlagen der Stromversorgung und

Status QuoNetzfrequenz und Tageslastdeckung

Stromverbrauch nicht konstant, sondern tages- und jahreszeitabhängig - erzeugte Strommenge muss möglichst exakt dem Strombedarf entsprechen, andernfalls

Frequenzänderung

Flosdorff, René/Hilgarth, Günther: Elektrische Energieverteilung, 8. Auflage, Stuttgart/Leipzig/Wiesbaden 2003 S. 320

1 Grundlagen der Stromversorgung und

Status QuoNetzfrequenz und Tageslastdeckung

Grundlast: nur geringfügige Veränderungen b gedeckt von schwer regelbaren Kraftwerken (z.B. Kernkraftwerke)

Flosdorff, René/Hilgarth, Günther: Elektrische Energieverteilung, 8. Auflage, Stuttgart/Leipzig/Wiesbaden 2003 S. 320

1 Grundlagen der Stromversorgung und

Status QuoNetzfrequenz und Tageslastdeckung

Mittel- und Spitzenlast: stetige Anpassung an den Strombedarf anhand von Prognosen

Flosdorff, René/Hilgarth, Günther: Elektrische Energieverteilung, 8. Auflage, Stuttgart/Leipzig/Wiesbaden 2003 S. 320

1 Grundlagen der Stromversorgung und

Status Quo2 Veränderte Anforderungen an das

europäische Verbundnetz3 Lösungsansätze zur

Netzstabilisierung4 „Smart Grid“ als langfristige Vision

eines Stromnetzes

2 Veränderte Anforderungen an das

europäische VerbundnetzErhöhung des Anteils der regenerativen Primärenergieträger

Energiewende: Ablösung fossiler Primärenergieträger durch RegenerativeBeeinflussung der Verfügbarkeit regenerativer Primärenergien durch Ort

und Zeit

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Stromerzeugung kann bei einer Vollversorgung aus regenerativen Energien nur unzureichend an den Bedarf angepasst werden b drohende

Versorgungsengpässe

Flosdorff, René/Hilgarth, Günther: Elektrische Energieverteilung, 8. Auflage, Stuttgart/Leipzig/Wiesbaden 2003 S. 320

2 Veränderte Anforderungen an das

europäische VerbundnetzErhöhung des Anteils der regenerativen Primärenergieträger

Trend: dezentrale, kleine Anlagen statt großer Kraftwerke als Folge von Bürgerprotesten und der Liberalisierung des

Strommarktes

2 Veränderte Anforderungen an das

europäische VerbundnetzZunehmende Dezentralisierung der Versorgungseinrichtungen

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Bislang unzureichende Beteiligung dezentraler Kleinsteinspeiser an der Spannungshaltung b Gefährdung der Netzstabilität

1 Grundlagen der Stromversorgung und

Status Quo2 Veränderte Anforderungen an das

europäische Verbundnetz3 Lösungsansätze zur

Netzstabilisierung4 „Smart Grid“ als langfristige Vision

eines Stromnetzes

Nutzung der bereits vorhandenen Technik in PV-Anlagen zur Regelung der Einspeisung

3 Lösungsansätze zur NetzstabilisierungBeteiligung dezentraler Einspeiser an der

Spannungshaltung

Zusammenschluss kleinerer Anlagen zu zentral gesteuerten und geregelten “virtuellen Kraftwerken”

Flosdorff, René/Hilgarth, Günther: Elektrische Energieverteilung, 8. Auflage, Stuttgart/Leipzig/Wiesbaden 2003 S. 320

3 Lösungsansätze zur NetzstabilisierungGlättung von Lastspitzen

Statt alleiniger Anpassung der Stromerzeugung gleichzeitige Anpassung des Verbrauches

Möglichkeiten: Kurzfristige, zentral gesteuerte Abschaltung von energiespeichernden Verbrauchern (Schwimmbadheizungen, Kühlhäuser

etc.) zur Reduktion der Spitzenlast

3 Lösungsansätze zur NetzstabilisierungEnergiespeicherung

#Überbrückung von Perioden mit geringem primärenergetischen Angebot durch Energiespeicher, dazu Umwandlung elektrischer Energie in andere

Energieformen

mögliche Kurzzeitspeicher: Akkumulatoren, Druckluftspeicherung, Pumpspeicher; Power-to-Gas-Konzept als mögliches

Langzeitspeichersystem

1 Grundlagen der Stromversorgung und

Status Quo2 Veränderte Anforderungen an das

europäische Verbundnetz3 Lösungsansätze zur

Netzstabilisierung4 „Smart Grid“ als langfristige Vision

eines Stromnetzes

4 „Smart Grid“ als langfristige Vision

eines StromnetzesVernetzung von Verbrauchern und Erzeugern durch Informationstechnologie

Erweiterung des Stromnetzes um eine KommunikationsschichtSmart Grid als Endzustand einer über Datenleitungen vernetzten

Stromversorgungsinfrastruktur

Physische Verbindung

Datenverbindung

4 „Smart Grid“ als langfristige Vision

eines StromnetzesVernetzung von Verbrauchern und Erzeugern durch Informationstechnologie

Wiedererlangen der mit dem Wechsel zu regenerativen Primärenergieträgern eingeschränkten Flexibilität im Stromnetz

Physische Verbindung

Datenverbindung

4 „Smart Grid“ als langfristige Vision

eines StromnetzesWeitere Nutzungsmöglichkeiten des Smart Grids

Ermöglichung neuer Kontroll- und Steuermechanismen, z.B. zentrale Steuerung aller Verbraucher eines Haushaltes über das

Internet

Neuartige Geschäftskonzepte b Nachhaltige Veränderung des Strom- und Energiemarktes

4 „Smart Grid“ als langfristige Vision

eines Stromnetzes

rErhebliches Innovationspotential

rEine Energiewende istbeim heutigen Stand

der Technik nur sehr

schwerumsetzbar