LEW / Thorsten Franzisi
Eine Forschungsgruppe an der Hochschule München zeigt, wie sich flexible Lasten – beispielsweise Wärmepumpen und Ladepunkte für die Elektromobilität – intelligent regeln lassen.
Der Artikel kompakt zusammengefasst
■ Die zunehmende regenerative Energieversorgung sorgt für eine stark variierende Einspeisung. Können Erzeugung und Verbrauch lokal überlagert werden, wird das bestehende Stromnetz besser genutzt.
■ Flexible Lasten, z. B. Wärmepumpen, Speicherheizungen, Ladepunkte und Klimaanlagen, können ihren Strombedarf variabel innerhalb bestimmter Zeitfenster decken.
■ Mit der Flair2-Steuerung kann unter Berücksichtigung vertraglich vereinbarter Freigabezeiten sowie Mindestladezeiten der flexiblen Anlagen situationsgerecht netzdienlich Einfluss genommen werden.
Warum nutzen wir Energie nicht genau dann, wenn sie erzeugt wird? Diese Frage stellte sich Prof. Dr. Stephanie Uhrig am Institut für Nachhaltige Energiesysteme (ISES) der Hochschule München (HM). Gemeinsam mit der HM-Projektmitarbeiterin Veronika Barta und Sonja Baumgartner vom Netzbetreiber LEW Verteilnetz entwickelt und forscht sie nun am Projekt Flair2: Flexible Anlagen intelligent regeln.
Uhrig: „Die zunehmende regenerative Energieversorgung, etwa durch Photovoltaik auf dem eigenen Hausdach, sorgt für eine stark variierende Einspeisung. Genutzt wird der erzeugte Strom aber bisher nicht unbedingt während der Erzeugungsspitzen. Das Ausregeln von Einspeisung und Verbrauch ist für Netzbetreiber sehr aufwendig.“
Stromnetze besser nutzen
Demgegenüber stehen flexible Lasten – dazu zählen Wärmepumpen, Speicherheizungen, Ladepunkte für Elektromobilität und Klimaanlagen –, deren Strombedarf variabel innerhalb bestimmter Zeitfenster gedeckt werden kann. Uhrig: „Genau hier greift das Forschungsprojekt Flair2. Damit können wir vor Ort auf die Herausforderungen dezentraler Erzeugungsanlagen mit steuerbaren Verbrauchseinrichtungen reagieren.“
Baumgartner: „Können Erzeugung und Verbrauch lokal überlagert werden, wird das bestehende Stromnetz besser genutzt. Das ist für Verteilnetzbetreiber ein wichtiger Aspekt bei der Transformation hin zu einem Energiesystem mit vielen dezentralen Stromerzeugern.“
Feldversuch in Stadt und Land
Herzstück des Konzepts sind Steuerboxen inklusive des intelligenten Flair2-Moduls (Bild 1). Im Rahmen eines Feldversuchs, der im Dezember 2021 startete, wurden damit über 70 Haushalte ausgestattet – verteilt auf das ländliche Gebiet von LEW Verteilnetz im Südwesten Bayerns sowie auf das städtisch geprägte Berliner Stromnetz. Um valide Messergebnisse für die Forschung zu erzielen, werden minütlich Spannungs- und Strommesswerte aus den Steuerboxen pseudonymisiert an die HM gesendet.
LEW / Thorsten Franzisi
Die Analyse der im Feld bereits generierten Messdaten zeigt, dass sich das Verhältnis von Last zu Erzeugung bereits innerhalb eines Straßenzugs deutlich unterscheiden kann. Darauf kann mit dem Flair2-Modul – unter Berücksichtigung der vertraglich vereinbarten Freigabezeiten sowie Mindestladezeiten der flexiblen Anlagen – situationsgerecht netzdienlich Einfluss genommen werden. Aus den Lastprofilen, die der Feldversuch liefert, lassen sich wesentliche Szenarien ableiten, in denen die Flair2-Steuerung bestehende Netzkapazitäten optimal auslastet.
Eigenverbrauch optimieren
Durch die lokale Messung am Haushalt werden individuelle Fahrpläne für die Verbrauchseinrichtungen des jeweiligen Haushalts von einem Algorithmus errechnet. Uhrig: „Das hat unterm Strich nicht nur Vorteile für den Netzbetreiber, sondern auch für die Verbraucher. Sie profitieren von reduzierten Netzentgelten für regelbare Lasten und können mithilfe eines Home Energy Management Systems selbst entscheiden, welche Verbrauchseinrichtung gerade Priorität haben soll.“
Das Forschungsprojekt Flair2, dessen Laufzeit noch bis November 2023 angesetzt ist, realisiert damit drei Ziele: es vermeidet Energieengpässe, es mildert Leistungsspitzen ab und es macht das System insgesamt unempfindlicher. Beauftragt haben das Vorhaben die Stromnetzbetreiber LEW Verteilnetz und Stromnetz Berlin sowie der Mobilfunknetzbetreiber e*Message. Christina Kaufmann, HM
Fachberichte mit ähnlichen Themen bündelt das TGA+E-Dossier Energiemanagement
