2019 1Jens Paetzold2019 Jens Paetzold

Smart Home, Smart Grid, Smart EnergyWas ist „Smart“ an unserer Energie?

29.04.2019

2019 2Jens Paetzold

Smart Home, Smart Grid, Smart EnergyWas ist „Smart“ an unserer Energie?

Immer häufiger begegnen wir Smart-Begriffen zur Beschreibung von Technologien in der Energieversorgung. So steht für die intelligente Energieübertragung und -verteilung der Begriff Smart Grid, für die Steuerung des Verbraucherverhaltens steht der Begriff Smart Metering und für die intelligente Energienutzung im Haushalt wird der Begriff Smart Home verwendet.

Beispiele und Entwicklungsrichtungen zeigen, wie klassische Energietechnik und Informatik immer weiter zusammenwachsen und unseren Umgang mit Energie beeinflussen.Welche positiven und negativen Veränderungen stehen uns durch die Einführung dieser neuen Technologien bevor? Welche Gründe führen dazu, diese Veränderungen durchzuführen?

2019 3Jens Paetzold

Was ist „Smart“ an unserer Energie?Smart Energy

2019 4Jens Paetzold

Was ist „Smart“ an unserer Energie?

Smart Living Smart Energy Smart Environment Smart Mobility• Lebenswerte

Urbanität inkl. Sicherheit

• Kommunikation• Kultur

• Energie• Beleuchtung• Gebäudemanagem

ent

• Wasser• Abfall• Grünanlagen

• E-Mobilität• Verkehrsraum-

lenkung• Parkraum-

management

Smart Health Smart Economy Smart Government Smart Learning

• Krankenhaus• Arzt• Telemedizin• Prävention

• Industrie• Handel• Dienstleistung• Landwirtschaft

• Verwaltungsprozess• Bürgerinformation• Bürgerbeteiligung• Öffentliche

Sicherheit

• Schulen• Hochschulen• Privates Lernen

Quelle: siv.news3.2017 Smart City: Stadtwerke und Co. als natürliche Partner intelligenter Städte? Oliver D. Doleski

2019 5Jens Paetzold

Was ist „Smart“ an unserer Energie?

Quelle: DNH 02/2019

2019 6Jens Paetzold

Was ist „Smart“ an unserer Energie?Beispiel 1 Energieeinsparpotential - Beleuchtung

Quelle: Smart Energy 2017 DASA Dortmund Vortrag Smart Building Systems Hannes Bauer MICROSENS GmbH & Co.KG

Kerze Glühlampe HALOGEN KOMPAKT LED

12

200

80

40

20

Lumen/Watt

2019 7Jens Paetzold

Quelle: Smart Energy 2017 DASA Dortmund Vortrag Smart Building Systems Hannes Bauer MICROSENS GmbH & Co.KG

Was ist „Smart“ an unserer Energie?Beispiel 1 Energieeinsparpotential - Beleuchtung

20-30%Intelligente Sensorik

30-50%Umrüstung aufLED-Technik

50-80%Energieeinsparpotential

2019 8Jens Paetzold

Was ist „Smart“ an unserer Energie?Smart Meter

Quelle: Discovergy.com

2019 9Jens Paetzold

Was ist „Smart“ an unserer Energie?Smart Meter

Definitionen:

→ Gesetz zur Digitalisierung der Energiewende: Messstellenbetriebsgesetz legt fest, wer was braucht

Quelle: Manuel Lösch Vortrag „Digitalisierte Stromnetze und Smart Meter in Deutschland“

2019 10Jens Paetzold

Ab 2018: • Großverbraucher, mit Jahresverbrauch von mehr als 10.000 kWh • Betreiber von PV-Anlagen oder BHKWs mit einer elektrischen Anschlussleistungen zwischen 7

und 100 Kilowatt. • Seit 2018 darf der Messstellenbetreiber auch Erzeuger mit einer Leistung zwischen 1 bis 7 kWh

mit einem entsprechenden System ausrüsten, falls es sich um eine Neuinstallation handelt.

Ab 2020:• Jahresverbrauch zwischen 6.000 und 10.000 kWh • optionaler Einbau, beauftragt vom Messstellenbetreiber, ist ab 2020 auch für Verbraucher mit

einem Jahresstromverbrauch von weniger als 6.000 Kilowattstunden möglich.

Ab 2032: • Ziel ist es, den Smart Meter Rollout im Jahr 2032 abgeschlossen zu haben – das heißt alle

Messstellen in Deutschland sollen dann mindestens mit einer modernen Messeinrichtung ausgestattet worden sein.

Problem: derzeit noch keine vom BSI zugelassenen Smart Meter Gateways vorhanden!Es wird damit gerechnet, dass dies im Laufe des Jahres 2018 passieren wird und der Zeitplan dann umgesetzt werden wird.

Was ist „Smart“ an unserer Energie?Smart Meter

2019 11Jens Paetzold

Was ist „Smart“ an unserer Energie?Smart Meter

Quelle: Manuel Lösch Vortrag „Digitalisierte Stromnetze und Smart Meter in Deutschland“

2019 12Jens Paetzold

Was ist „Smart“ an unserer Energie?Stabilität

Quelle: Manuel Lösch Vortrag „Digitalisierte Stromnetze und Smart Meter in Deutschland“

2019 13Jens Paetzold

Was ist „Smart“ an unserer Energie?Stabilität

Leistungsgleichgewicht zwischen Erzeugung und Verbrauch

Bereitstellung von Systemdienstleistungen im Netz durch Einspeiser

Quelle: Stefan Tenbohlen Universität Stuttgart Institut für Energieübertragung und Hochspannungstechnik

2019 14Jens Paetzold

Was ist „Smart“ an unserer Energie?Stabilität – Frequenzverlauf 25.04.2018

2019 15Jens Paetzold

Was ist „Smart“ an unserer Energie?Physikalischer Aufbau Stromnetz

Quelle: Manuel Lösch Vortrag „Digitalisierte Stromnetze und Smart Meter in Deutschland“

2019 16Jens Paetzold

Was ist „Smart“ an unserer Energie?Handelsprodukte

Quelle: Next Kraftwerke

2019 17Jens Paetzold

Was ist „Smart“ an unserer Energie?Fluktuation an den Strommärkten Beispiel 01.04.2018

Day-Ahead-Auktion

Intraday

2019 18Jens Paetzold

Was ist „Smart“ an unserer Energie?Fluktuation an den Strommärkten Beispiel 17.04.2018

Day-Ahead-Auktion

Intraday

2019 19Jens Paetzold

Was ist „Smart“ an unserer Energie?Fluktuation an den Strommärkten Beispiel 25.04.2018

Intraday – kontinuierlicher Handel

2019 20Jens Paetzold

Was ist „Smart“ an unserer Energie?Bilanzkreise Nutzung von Prognosen und Standardlastprofilen am Tag vor der Lieferung

Quelle: Manuel Lösch Vortrag „Digitalisierte Stromnetze und Smart Meter in Deutschland“

2019 21Jens Paetzold

Was ist „Smart“ an unserer Energie?Bisherige Steuerungsmöglichkeiten bei Endverbrauchern

Quelle: Manuel Lösch Vortrag „Digitalisierte Stromnetze und Smart Meter in Deutschland“

2019 22Jens Paetzold

Was ist „Smart“ an unserer Energie?Beispiel 2 Demand Side Management ca. 5,1 kWh Tagesverbrauch

Standardlastprofil – Haushalt Mo-Fr Übergangszeit P/Watt

06:00 12:00 18:00 24:0000:00

80

160

400

320

240

2019 23Jens Paetzold

Was ist „Smart“ an unserer Energie?Beispiel 2 Demand Side Management – Tatsächlicher Haushalt ca. 5,1 kWh

WasserkocherHandySpülmaschineHerdComputerFernseherWaschmaschineKühl-Gefrierkombination

06:00 12:00 18:00 24:0000:00

400

800

20001600

1200

2800

P/Watt

2400

3200

2019 24Jens Paetzold

Was ist „Smart“ an unserer Energie?Beispiel 2 Demand Side Management – Tatsächlicher Haushalt

• Verlagerungspotential nicht möglich bei:• Beleuchtung, Kühlschrank, Wasserkocher,

Fernseher, Computer, Herd, Pumpen

• Verlagerung möglich bei:• Spülmaschine, Waschmaschine• Unter Umständen auch Handy verlagert laden

2019 25Jens Paetzold

Was ist „Smart“ an unserer Energie?Rundsteuertechnik

Quelle: Manuel Lösch Vortrag „Digitalisierte Stromnetze und Smart Meter in Deutschland“

2019 26Jens Paetzold

Was ist „Smart“ an unserer Energie?Rundsteuertechnik

Quelle: Manuel Lösch Vortrag „Digitalisierte Stromnetze und Smart Meter in Deutschland“

2019 27Jens Paetzold

Was ist „Smart“ an unserer Energie?Rundsteuertechnik

Quelle: Manuel Lösch Vortrag „Digitalisierte Stromnetze und Smart Meter in Deutschland“

2019 28Jens Paetzold

Was ist „Smart“ an unserer Energie?Zusammenfassung

Quelle: Manuel Lösch Vortrag „Digitalisierte Stromnetze und Smart Meter in Deutschland“