Vermarktungs- und Finanzierungsmodelle für KMU MicroGrids · 16 Investitionsmodell KMU-MicroGrid...
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Vermarktungs- und Finanzierungsmodelle
für KMU MicroGridsStrombedarf im Unternehmen optimieren – Lohnen sich
Energiespeicher?
Braunschweig, 1. Juni 2016
Dipl.-Ing. Andreas Becker
AEG Power Solutions PM
KMU MicroGrid
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Anwendungsfelder von Batterie Energie Speicher Systemen (BESS)
Industrie Netzdienstleistungen Erneuerbare Energien
• Spitzenlastreduktion
• Lastverschiebung
• Frequenzregulierung
• Lastausgleich
• Aufbau eines Micro-
Grid möglich
• Energieunabhängigkeit
• Entlastung von
Netzentgelten
• Verbesserung Power-Quality:• Blindleistungs-kompensation/-
bereitstellung,
Spannungsregelung
• Regelleistungserbringung,
Frequenzregelung
• Vermeidung von
Netzausbaukosten
• Realisierung von
Schnellladestationen
• Zwischenspeichern von
Überschüssen
• Vermeidung von
Netzausbaukosten
• Aufbau von autarken
Inselnetzen
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Anwendungsfelder von Batterie Energie Speicher Systemen (BESS)
Industrie Netzdienstleistungen Erneuerbare Energien
• Spitzenlastreduktion
• Lastverschiebung
• Frequenzregulierung
• Lastausgleich
• Aufbau eines Micro-
Grid möglich
• Energieunabhängigkeit
• Entlastung von
Netzentgelten
• Verbesserung Power-Quality:• Blindleistungs-kompensation/-
bereitstellung,
Spannungsregelung
• Regelleistungserbringung,
Frequenzregelung
• Vermeidung von
Netzausbaukosten
• Realisierung von
Schnellladestationen
• Zwischenspeichern von
Überschüssen
• Vermeidung von
Netzausbaukosten
• Aufbau von autarken
InselnetzenKombinationen
erhöhen den
Nutzen/Ertrag
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Ausgangssituation: Typisches industrielles Standortnetz eines KMU’s
Einfache Top Down Struktur
Unidirektionaler Leistungs-
fluss vom NAP zu den
Verbrauchen
Unidirektionaler
Spannungsfall
Lastausgleich erfolgt durch
das öffentliche Stromnetz
(soweit vorhanden, Last-
steuerung durch die
Gebäudeleittechnik)
Geringe Benutzungs-
stundenzahl
𝒉𝒖 =𝑱𝒂𝒉𝒓𝒆𝒔𝒆𝒏𝒆𝒓𝒈𝒊𝒆𝒗𝒆𝒓𝒃𝒓𝒂𝒖𝒄𝒉
𝑯ö𝒄𝒉𝒔𝒕𝒆 𝑳𝒆𝒊𝒔𝒕𝒖𝒏𝒈𝒔𝒔𝒑𝒊𝒕𝒛𝒆
Zentrale
Gebäudeleittechnik
Verbraucher
Industrie Lasten
Büro Lasten
Beleuchtung, …
NAP
Le
istu
ng
sfl
uss
2011
𝑷𝑴𝒂𝒙 = 𝑷𝑹𝒆𝒇 = 𝟏 𝒑𝒖 𝑷𝑪𝑪
𝑾𝒆𝒍 = 𝟏 𝒑𝒖𝒉𝒖 = 2656h
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Regenerativ erzeugte Energie optimal nutzen
PLast
PErzeugung
PResidual = PLast - PErzeugung
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Aufgabenstellung
Kosten für den Strombezug aus
dem öffentlichen Netz setzen
sich aus mehreren
Komponenten zusammen, u.a.
1. Bezogene Arbeit (Energie)
2. Maximale Leistung im Jahr
3. Blindleistungsmehrbezug
3. Netzentgelte
4. EEG- Umlage
Aufgabe:
Strombezugskosten minimieren!!
Maximale Leistung
Arbeit (Energie)
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Auswertung und Visualisierung der Messdaten
Charakterisierung des ZufallsprozessesGesammelte Tagesmessdaten (365 Tage)
Scharmittelwert
Zeitmittelwert
FrühstückspauseMittagspause
GrundlasttageGrundlast
mit Speicher:
PRes = PLast - PQuelle - PSpeicher
PRes ↓ = Kosten ↓
PRes ,max ↓ = Kosten ↓
ohne Speicher:
PRes = PLast - PQuelle
Statistische Auswertung
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MicroGridDesign Tool
Rahmenbedingungen / Parameter z. B.
Arbeitspreis €ct/kWh, Leistungspreis €ct/kW
Erzeugungszeitreihen- Fluktuierend /
ungeregelt- Konstant / geregelt
Lastzeitreihen / Verbrauch- elektrisch-thermisch
Designvorschlag für ein Mirco-Grid
Komponente Spezifikation
Batterie kWh, kW, Typ, etc.
Erzeugung kW, Typ, (un-)geregelt
Betriebsstrategien Wirtschaftlichkeit
z. B. Spitzenlastglättung mit Back-
up-Funktion
Erwartete Kosten und Erträge
MicroGrid Designing
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Batterie Energie Speicher System
BESS
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Storage Converter Produkt-Portfolio
Protect SC.600-ID-IEC &
Protect SC.DiCa-ID-IEC
Protect SC.600-ID-UL &
Protect SC.DiCa-ID-UL
Protect SC.LMU
Protect SC.GMU
600 kVA
Power
Conversion
System
For IEC region
600 kVA
Power
Conversion
System
for North
America
Local
Management
Unit
• Battery storage
control
• Communication
Grid
Measurement
Unit
• Grid analyzer
• Communication
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Protect SC.600-ID
Grundlegende technische Eigenschaften
Data Value
Total DC Voltage Range 200V – 1000V
Nominal DC Voltage Range1 470V – 820V
Nominal Power 600 kVA
Ambient Temperature -20°C to + 50°C
Efficiency1 98,4%
Power Factor lag 0 – 1 – lead 0
Communication Modbus TCP
Operation ModesCurrent Source Mode
Voltage Source Mode
1 @ Nominal Power
Inverter Cabinet
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Battery Energy Storage System BESS
TKS-SC.1200
SC.GMU
Protect SC.600-ID-UL
Ba
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Geschäfts- und Investitionsmodelle
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Investitionsmodell KMU-MicroGrid
Geschäftsmodelle
7000h Regel >> Netzentgeltreduktion
auf 20%
Lastglättung/Peakshaving >>
Reduktion Leistungspreis
Eigenverbrauchserhöhung >>
Reduktion Energiekosten
Backup >> Vermeidung von
Produktionsausfällen
Blindleistungskompensation >>
Vermeidung von Bezugskosten
Hybridanwendungen
Investitio
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uf
Geforderte Vorteile KMU
Reduzierter Finanzierungsbedarf
Geringere Kapitalbindung
Reversible Entscheidung
Reduziertes Risiko
Reduzierte Energiebezugskosten
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Investitionsmodell KMU-MicroGrid – Stadtwerkemodell
Vorteile Stadtwerk
Vereinfachtes Unbundling - keine
Anwendung von §7,§7a
Kommunale Dienstleister generieren
hierdurch neue Geschäftsfelder
Verstärkte Kundenbindung
Hohe Bonität
Längere Amortisationszeiten zulässig
und üblich
Mobile Lösungen sind mehrfach und
variabel einsetzbar
Investitio
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uf
Hindernisse Stadtwerk
Begrenzte Personal-Kapazitäten
Begrenztes Wissen über
− Die Verfügbarkeit und
− Den Betrieb möglicher technischer
Lösungen
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Investitionsmodell KMU-Microgrid – Stadtwerkemodell
Stadtwerke
Batterie-
hersteller
Konsortium
Kunde 1 Kunde 2 Kunde 3 Kunde n…
Technische Lösung
feste Nutzungsdauer
Kundenapplikationen:
Last- / Netzentgeltoptimierung, Primärregelleistung, Netzausfallüberbrückung, Eigenverbrauchssteigerung
Dienstleistungs-
vertragMietvertrag
KMU Microgrid
GmbH & Co. KG
(Optional)
Vertrag Vertrag
SPV1
Verwaltung
GmbH
€
Feste Miet- oder
Leasingrate
Wartungs-
& Service-
vertrag
Betriebs-
führung
Verfügbarkeitsgarantie
System-
integrator
1): Special Purpose Vehicle
Investitio
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Konzept zur Bereitstellung von PRL aus einer Hybridanlage aus
einem Batteriespeichersystem und einer Power-to-Heat Anlage
- +
Batterie
Erhitzer angebunden
an ein Wärmesystem
= ~
Netzanschlusspunkt
Primärregelleistung PRL
Protect SC.600 mit schneller
Umschalteinrichtung und integrierter
Leistungssteuerung für den Erhitzer
MS Schaltanlage
MS Transformator
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Konzept zur Bereitstellung von PRL aus einer Hybridanlage aus
einem Batteriespeichersystem und einer Power-to-Heat Anlage
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Batterie
Erhitzer angebunden
an ein Wärmesystem
= ~
Netzanschlusspunkt
Primärregelleistung PRL
Protect SC.600 mit schneller
Umschalteinrichtung und integrierter
Leistungssteuerung für den Erhitzer
MS Schaltanlage
MS Transformator
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Fazit
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Fazit
Batteriespeichern sind technisch geeignet, diverse Anwendungsfelder zu
bedienen. AEG PS bietet diesbezüglich ein innovatives Produktportfolio.
Positive Entwicklungen im Bereich der ökonomischen Rahmenbedingungen
ermöglichen vermehrt eine wirtschaftliche Erschließung dieser
Anwendungsfelder.
Pauschale Aussagen sind kaum möglich, vielmehr sind detaillierte
Einzelprüfungen notwendig.
Die Einbindung kommunaler Energiedienstleister ermöglicht neue und
verbesserte Finanzierungsoptionen.
Kommunale Dienstleister generieren hierbei neue Geschäftsfelder und KMUs
reduzieren ihr Risiko.
Fa
zit
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Dipl.-Ing. Andreas BeckerProduct Manager
Grid & Storage
Tel.: +49 2902 763 231
Fax: +49 2902 763 1212
Cell: +49 171 9702582
Kontakt
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