In elektrischen Versorgungssystemen muss die Leistungserzeugung jederzeit dem Leistungsbedarf entsprechen. Daher wird ein entsprechend ausgerichteter Kraftwerkspark unterhalten, der es ermöglicht, auf Laständerungen der Verbraucherseite mit den notwendigen Leistungsänderungen auf der Erzeugerseite zu reagieren. Bei unerwarteten Schwankungen ist kurzfristig Regelenergie einsetzbar, um Abweichungen zu kompensieren.
Ebenso wie Laständerungen auf der Verbraucherseite stellt die fluktuierende Einspeisung aus erneuerbaren Energieträgern ins Stromnetz auf der Erzeugerseite ein Problem dar. Das schwankende Dargebot von Wind und Sonneneinstrahlung führt dazu, dass die zu erwartende elektrische Leistung, die aus diesen alternativen Energien erzeugt wird, im Voraus nicht genau bestimmt werden kann.
Das Ziel der vorliegenden Arbeit besteht darin, das Potenzial des Lastmanagements als Ersatz für Regelenergiekraftwerke abzuschätzen. Lastmanagement wird bisher vor allem zur Verstetigung des Leistungsbedarfs innerhalb von Unternehmen oder Verteilungsnetzen verwendet. Zur Nutzung als Regelenergie sind zum Teil technische und organisatorische Veränderungen im Bereich der Stromversorgung notwendig. Vor allem gilt dies für Haushaltsgeräte, da dort zusätzliche technische Einbauten notwendig sind, die eine effiziente Beteiligung am Lastmanagement ermöglichen. Eine vollständige Umsetzung des Lastmanagements wird in diesen Fällen erst mit dem schrittweisen Austausch der Altgeräte möglich. Um dieser Entwicklung Rechnung zu tragen, erstreckt sich der Zeithorizont der vorliegenden Untersuchung auf die kommenden 15 Jahre.
Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- Problemstellung
- Ziel und Methode der Arbeit
- Lastmanagement als Regelenergie
- Begriff und Abgrenzung
- Die Funktion des Lastmanagements in Stromnetzen
- Erzeugung
- Konventionelle Kraftwerke
- Kraft-Wärme-Kopplung
- Erneuerbare Energieträger
- Lasten
- Regelenergie
- Regelenergiekraftwerke
- Energiespeicher
- Steuerbare Lasten
- Kommunikation
- Die Tonfrequenz-Rundsteuerung
- Die Funkrundsteuerung
- Telefon- und Datenleitungen
- Geeignete Kommunikationsmittel für das Lastmanagement
- Virtuelle Kraftwerke
- Zukünftige Entwicklung
- Zusammenfassung
- Bisherige Beispiele und Studien
- Industrie und Dienstleistung
- Das synchrone Lastmanagement der Stadtwerke Hannover
- Das virtuelle Regelenergiekraftwerk der Saarenergie AG
- Virtueller Großverbraucher der HAW Hamburg
- Energiepark KonWerl
- Die virtuellen Kraftwerke der Stadtwerke Schwäbisch Hall und der Stadtwerke Unna
- EDISon
- Dispower
- Primärregelreserve durch das California Department of Water Resources
- Haushalte
- Erfahrungen der Berliner Studie „Zeitvariable lineare Stromtarife”
- Erfahrungen der Eckernförder Studie „Kostenorientierte Strompreisbildung”
- Warmwasserspeicher in der Schweiz
- Auswertung der Beispiele
- Eignung des Lastmanagement als Regelenergiereserve
- Motivation für die Betreiber von Lastmanagement
- Motivation für die Inhaber steuerbarer Lasten
- Lastmanagement von Haushaltsgeräten
- Zusammenfassung
- Schätzung des Potenzials des Lastmanagements
- Vorgehen
- Kriterien zur Identifizierung abschaltbarer Lasten
- Geringe Nutzeneinbußen
- Effektivität der abschaltbaren Gruppen
- Nebenbedingungen
- Weitere Annahmen
- Industrie und Dienstleistungen
- Identifizierung steuerbarer Lasten
- Schätzung des Potenzials
- Haushalte
- Identifizierung steuerbarer Haushaltsgeräte
- Technische Umsetzbarkeit
- Akzeptanz durch die Haushalte
- Berechnung des Potenzials
- Kosten- / Nutzenabschätzung
- Bewertung der Ergebnisse
- Analyse der Funktionsweise des Lastmanagements und seiner Rolle in Stromnetzen
- Bewertung verschiedener Kommunikationstechnologien im Kontext des Lastmanagements
- Untersuchung bestehender Beispiele und Studien zum Einsatz von Lastmanagement in Industrie, Dienstleistung und Haushalten
- Schätzung des Potenzials des Lastmanagements anhand konkreter Daten und Szenarien
- Bewertung der Ergebnisse und Ableitung von Empfehlungen für die zukünftige Entwicklung des Lastmanagements
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die Diplomarbeit untersucht das Potenzial des Lastmanagements als Ersatz für Regelenergiekraftwerke im Kontext des steigenden Anteils erneuerbarer Energieträger. Ziel ist es, die Möglichkeiten und Grenzen des Lastmanagements als Regelenergiereserve zu erforschen und das Potenzial in verschiedenen Anwendungsbereichen zu quantifizieren.
Zusammenfassung der Kapitel
Das erste Kapitel führt in die Problemstellung ein und erläutert das Ziel der Arbeit. Kapitel 2 gibt eine umfassende Einführung in das Lastmanagement als Regelenergiereserve. Hier werden die Funktionsweise, die verschiedenen Komponenten und die Einsatzmöglichkeiten von Lastmanagement im Stromnetz dargestellt. Es werden auch aktuelle Entwicklungen und zukünftige Herausforderungen im Bereich des Lastmanagements beleuchtet.
Kapitel 3 analysiert verschiedene Beispiele und Studien, die sich mit dem Einsatz von Lastmanagement in Industrie, Dienstleistung und Haushalten befassen. Die gewonnenen Erkenntnisse dienen als Grundlage für die spätere Potenzialschätzung.
Kapitel 4 widmet sich der Schätzung des Potenzials des Lastmanagements in Deutschland. Hier werden verschiedene Szenarien betrachtet und die Potenzialgrößen für Industrie, Dienstleistung und Haushalte ermittelt. Die gewonnenen Daten werden anhand von Kosten- und Nutzenanalysen bewertet.
Schlüsselwörter
Lastmanagement, Regelenergie, erneuerbare Energien, Stromnetz, virtuelle Kraftwerke, Kommunikationstechnologien, Potenzialschätzung, Industrie, Dienstleistung, Haushalte.
- Quote paper
- Karsten Schubert (Author), 2005, Erneuerbare Energien: Lastmanagement statt Regelengergiekraftwerke?, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/74611
