Vermarktungs- und Finanzierungsmodelle für KMU MicroGrids · 16 Investitionsmodell KMU-MicroGrid...

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1 Vermarktungs- und Finanzierungsmodelle für KMU MicroGrids Strombedarf im Unternehmen optimieren Lohnen sich Energiespeicher? Braunschweig, 1. Juni 2016 Dipl.-Ing. Andreas Becker AEG Power Solutions PM

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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

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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

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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

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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

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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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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

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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

- +

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

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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

[email protected]

Kontakt

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