// ENsource – Optimierte Nutzung von erneuerbaren Energien und Flexibilität im Quartier
Der zunehmende Anteil der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien, aber auch die Integration verschiedener Energiesektoren wie der Mobilität und der Wärmeversorgung führt zu neuen Herausforderungen vor allem auf Verteilnetzebene. Dazu gehören der Umgang mit der volatilen Erzeugung sowie die Vermeidung von Gleichzeitigkeiten und damit einhergehenden Leistungsspitzen auf Verbraucherseite. Lastverschiebung und Zwischenspeicherung von Energie helfen, die Balance zwischen Erzeugung und Verbrauch, die Vermeidung von Lastspitzen und Erzeugungsspitzen sowie eine kosteneffiziente Versorgung zu ermöglichen. Zur Nutzung dieser Flexibilitätsoptionen, die durch Kopplung verschiedener Sektoren und das Zusammenspiel unterschiedlicher Akteure erreicht werden, sollte daher innerhalb eines Quartiers oder einer Energiezelle eine koordinierte Nutzung und Abstimmung der Fahrpläne angestrebt werden.
Zentrale Optimierung ermöglicht internen Markt für Flexibilitäten
Im Rahmen des Projekts ENsource untersucht das ZSW den Mehrwert einer übergeordneten koordinierten Optimierung auf Quartiers- bzw. Energiezellen-Ebene gegenüber einer individuellen Optimierung für Einzelanlagen. In einem zweistufigen Optimierungsansatz werden dazu das Energiemanagement und die Nutzung von Flexibilität auf zentraler und dezentraler Ebene hinsichtlich der Kosten und der Systemdienlichkeit optimiert. Dabei muss die zentrale Betriebsführung abhängig von den Energiebeschaffungskosten am Energiemarkt (s. Abb.) mit den intelligenten dezentralen Untereinheiten geeignet interagieren. Gemäß der Prämisse, möglichst viel Autonomie und Steuerungskompetenz bei intelligenten dezentralen Subsystemen (Gebäude mit Leittechnik, Kraft-Wärme-Kopplungs-, PV-Speichersysteme usw.) zu belassen, werden in dem untersuchten Ansatz aus den dynamischen Energiemarktpreisen (1) interne Preissignale (2) abgeleitet, anhand derer die dezentralen Einheiten ihren Betrieb optimieren. Die Untereinheiten leiten dabei unter zusätzlicher Beachtung der Anlageneigenschaften sowie von Last- und ggf. Ertragsprognosen (3) optimierte Fahrpläne für ihre Erzeugung und ihren Verbrauch ab. Diese Fahrpläne und Flexibilitätsbänder (4) werden an die zentrale Betriebsführung kommuniziert, welche prüft, ob das Ziel der Gesamtoptimierung erreicht wird. Durch Iteration des Verfahrens kann quasi ein interner Markt erzeugt werden, der durch übergeordnete Abstimmung der Flexibilität die Energiebeschaffungskosten sowie Lastspitzen für das Gesamtsystem minimiert. Dadurch können zusätzliche Einnahmen bzw. Kostenersparnisse am Energiemarkt generiert werden, und potenziell kann Flexibilität auch nach extern angeboten werden (5). Bei geeigneter Vergütungsstruktur verhält sich das Quartier dann auch systemdienlich.
Über das Forschungsprojekt ENsource
Im ENsource-Projekt „Urbane ENergiesysteme und Ressourceneffizienz“ als Teil des ZAFH (Zentrum für angewandte Forschung an Hochschulen) arbeitet das ZSW mit acht weiteren Hochschulen (Hochschule Aalen, Biberach, Heilbronn, Mannheim, Pforzheim, Reutlingen, Rottenburg und Stuttgart), zwei Universitäten (Universität Stuttgart und Albert-Ludwigs-Universität Freiburg) sowie dem Fraunhofer ISE zusammen. Das Vorhaben wird durch das Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst (MWK) und den Europäischen Fond für regionale Entwicklung (EFRE) für den gemeinschaftlichen Mehrwert im Rahmen des Programms "Investition in Ihre Zukunft" unterstützt.
Förderzeitraum: 01.01.2016 - 31.12.2020
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