Umsetzung einer Smart-Grid-Lösung für das Energiemanagement in einer Energy Community

Smart-Grid-Lösung für das Energiemanagement innerhalb einer Energy Community

E.ON UK, Glasgow, Schottland

Lokale Solarstromproduktion und Eigenstromversorgung unter Einhaltung der maximalen Netzlasten erhöhen

Das Projekt

In Maidenhill bei Glasgow wird ein Wohnquartier mit 66 Häusern neu gebaut. Alle Wohngebäude sind mit Photovoltaikanlagen zur grünen Eigenstromversorgung ausgestattet. Im Zuge der G100-Anforderungen des Verbandes der Netzbetreiber (Energy Networks Association), die Vorgaben für die maximale lokale Netzeinspeisung aus Erneuerbaren Erzeugungsanlagen machen, braucht es eine Smart-Grid-Lösung, die die Verteilung des produzierten Stroms und die Einspeisung in das Netz des Netzbetreibers regelt und zugleich eine maximale Versorgung der Prosumer mit eigenerzeugtem PV-Strom ermöglicht. Dieses Energiemanagementsystem soll bei jedem einzelnen Hausbesitzer und dessen Netzeinspeisepunkt implementiert werden.

Die Herausforderung

Die G100-Anforderungen des Verbandes der Netzbetreiber (Energy Networks Association) regeln die maximale lokale PV-Netzeinspeisung innerhalb eines Netzgebietes. Durch die sinkenden Stromgestehungskosten von Erneuerbaren Energien nimmt die installierte Erzeugungskapazität in Niederspannungsnetzen durch Aufdach-PV-Anlagen stetig zu. Viele Stromnetze sind für die gestiegene Einspeiseleistung jedoch noch nicht ausgelegt. Um weiterhin den Ausbau der dezentralen Stromerzeugung zu ermöglichen und gleichzeitig die Versorgungssicherheit zu gewährleisten, gibt es sogenannte „Export Limiting Schemes“. Üblicherweise wird vorgegeben, dass kein Strom über die Trafostation in die vorgelagerten Netze fließen darf. Zusammengeschlossen in einer Energy Community können Prosumer den selbst produzierten Strom jedoch untereinander teilen – unter der Voraussetzung, dass nur die unterste Netzebene den jeweils überschüssigen PV-Strom aufnimmt. Es bedarf also einer einer zentralen Smart-Grid-Lösung, die sicherstellt, dass das Quartier ganzheitlich inklusive aller PV-Anlagen, Verbraucher sowie der Trafostation des Netzbetreibers betrachtet und durch Steuerungseingriffe bei den Prosumern einen Stromfluss aus dem Quartier heraus vermeidet. Die Ausregelung der vernetzten Teilnehmer muss dabei innerhalb von fünf Sekunden geschehen. Dafür muss eine Kommunikationsverbindung zwischen den Haushalten und den dort verbauten Wechselrichtern der PV-Anlagen sowie des Trafos aufgebaut werden.

Die Lösung

Mit der Installation der coneva SmartBox Compact in allen beteiligten Wohngebäuden sowie der anschließenden Anbindung der PV-Wechselrichter schafft coneva die benötigte gebäudeseitige Kommunikationsschnittstelle, die nicht nur Messwerte aufnimmt, sondern auch einen direkten Steuerungszugriff auf den Wechselrichter erlaubt. Anschließend setzen die Projektpartner gemeinsam das Tracking des Ortsnetztrafos auf, ebenfalls über eine coneva SmartBox. Diese liefert über den sicheren und kontinuierlichen 24/7-Datenfluss hinaus ebenfalls den Algorithmus zur Live-Steuerung der vernetzten PV-Anlagen. Nun lassen sich alle vernetzten Wechselrichter in Abhängigkeit des aktuellen Energieflusses an der Trafostation des Smart Grids über die coneva IoT-Plattform regeln, in dem alle Datenflüsse zusammenkommen. Dadurch lässt sich exakt steuern, zu welchem Zeitpunkt welche Strommengen von den Aufdach-PV-Anlagen produziert und vom Netz zum Verbrauch in der unmittelbaren Nachbarschaft aufgenommen werden. Auch auf Fairness achtet das Smart Grid: Jede der vernetzten PV-Anlagen liefert den gleichen Anteil, um das Quartier intelligent zu managen. Dies ist möglich, da der coneva Algorithmus eine anteilige Abregelung der PV-Anlagen live berechnet und ausführt.

Das Ergebnis

Als Dienstleister für dezentrale Energiemärkte stellt die coneva der E.ON eine plattformbasierte Technologielösung für Smart Grids bereit, die von der Vernetzung bis zur Optimierung und Steuerung von Prosumern innerhalb eines Neubauquartiers alles abdeckt. Die vollautomatische Lösung steht über die Azure-basierte IoT-Plattform von coneva bereit und schafft für alle Stakeholder des Neubaugebietes einen Mehrwert. Das örtliche Niederspannungsnetz wird intelligent geregelt, E.ON unterstützt Immobilienentwickler dabei erneuerbare, dezentrale Versorgungskonzepte umzusetzen und die Haushalte erfreuen sich an einer maximal hohen Versorgung durch günstigen, lokal erzeugten Strom. Die gesamte Smart-Grid-Lösung ist auch in der Folgezeit sowohl hardware- als auch softwareseitig beliebig skalierbar. Die Technologie ist bereit und das nächste Projektziel ist, dass sich noch viele weitere Haushalte der lokalen Stromgemeinschaft anschließen werden.

Statements

"Im Vereinigten Königreich werden in den kommenden Jahrzehnten Hunderttausende neuer kohlenstoffarmer Häuser gebaut werden müssen, die alle an ein intelligentes Energienetz angeschlossen sind. Um dies zu erreichen, arbeiten wir mit coneva zusammen, einem innovativen und erfahrenen Partner, der seinen Beitrag mit dem selbst entwickelten softwarebasierten Energy Community Service leistet. So werden wird es möglich, dass die Häuser nach den höchsten Nachhaltigkeitsstandards gebaut und ausreichend an das Stromnetz angeschlossen werden können." Denver Rumney (U.K. Lead at E.ON Group Innovation)

"Das Projekt mit E.ON passt zu 100% zu unserer Vision von dezentralen, regionalen Energiemärkten. Wir verbinden hier unsere Expertise in der lokalen Vernetzung und Steuerung von Prosumern mit den typischen Herausforderungen der Energiewende auf lokaler Netzebene." Georg Völkl (Product Manager at coneva GmbH)

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