Beschreibung
Mikronetze sind kleinere Versionen eines lokalen zentralen Elektrizitätsnetzes - auch Makronetz genannt - und sind mit Steuerungsfunktionen ausgestattet, die es ihnen ermöglichen, im Tandem mit dem lokalen Makronetz oder autonom auf einer eigenständigen Basis zu arbeiten. Microgrids als solche gibt es schon seit Jahrzehnten und versorgen Industriestandorte, Militärbasen, Campusse und kritische Einrichtungen wie Krankenhäuser mit Strom, wobei in erster Linie mit fossilen Brennstoffen betriebene Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen und Kolbenmotorgeneratoren eingesetzt werden. Viele Städte sind jedoch inzwischen an Mikronetzsystemen interessiert, die erneuerbare Erzeugungsressourcen und verschiedene Energielasten besser integrieren, mehrere Nutzer versorgen und/oder Umwelt- oder Notfallmaßnahmen erfüllen können.
Microgrids können der Umwelt, den Betreibern von Versorgungsunternehmen und den Kunden mehrere Vorteile bringen; Vorteile, die für Städte besonders wichtig sind, da sie sich bemühen, intelligente, sichere und lebenswerte Gemeinden mit florierender Wirtschaft zu schaffen. In Anbetracht der lokalen Prioritäten und Herausforderungen haben Kommunen drei gute Gründe, Microgrids zu verfolgen:
- Microgrids tragen zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen bei und helfen den Städten, ihre Klimaziele zu erreichen, indem sie:
- Förderung der Integration und Aggregation erneuerbarer Energiequellen dank ihrer Fähigkeit, Energieerzeugung und -verbrauch innerhalb des Mikronetzes durch verteilte, steuerbare Erzeugung und Speicherung (z. B. KWK, thermische Speicherung oder Brennstoffzellen) auszugleichen.
- Nutzung von Energie, die andernfalls verschwendet würde (z. B. Verluste bei der Stromübertragung oder Abwärme bei der Energieerzeugung), dank der Nähe zwischen dem Ort der Energieerzeugung und dem Ort, an dem sie benötigt wird.
- Microgrids können die Widerstandsfähigkeit des zentralen Netzes stärken und erhöhen, indem sie:
- Erhöhung der Zuverlässigkeit und Effizienz des gesamten Netzes, da sie dazu beitragen, die Energienachfrage zu reduzieren oder zu steuern und gleichzeitig die Überlastung des Netzes zu verringern, da sie in der Lage sind, die lokale Energienachfrage zu isolieren und autonom zu übernehmen.
- Verringerung der Anfälligkeit des Netzes durch Bewältigung drohender Stromausfälle und Schutz vor möglichen Cyberangriffen auf die Energieinfrastruktur.
- Aufrechterhaltung der Energieversorgung in Notfällen oder bei Naturkatastrophen, insbesondere für kritische öffentliche Dienste, und Unterstützung des Makronetzes bei der Erholung von Systemausfällen.
- Microgrids können der Gemeinschaft besser dienen und die lokale Wirtschaft fördern, indem sie:
- Beibehaltung der Stromtarife durch ein effizienteres und kostengünstigeres Netzmanagement, bessere Nutzung wertvoller Energieverschwendung und/oder geringere Investitionen in zusätzliche Energiekapazitäten oder Übertragungsinfrastruktur.
- Förderung der Wettbewerbsfähigkeit von Gemeinden, da diese niedrige Energiekosten und ein hohes Maß an Zuverlässigkeit bieten können, was neue Unternehmen und Arbeitsplätze anziehen kann, insbesondere Branchen, die sehr empfindlich auf Stromausfälle reagieren (z. B. Rechenzentren, Forschungseinrichtungen usw.).
- Sicherstellung der Stromversorgungssicherheit für isolierte oder schwer zu versorgende Gemeinden durch die kostengünstige Bereitstellung sauberer, zuverlässiger und widerstandsfähiger Energie.
- Eine ideale Möglichkeit, erneuerbare Ressourcen auf kommunaler Ebene zu integrieren und die Beteiligung der Kunden am Stromgeschäft zu ermöglichen.
Zu lösende Probleme
| Energiekosten | Kohlenstoffemissionen | Energieverluste | Unzuverlässige Energieversorgung | Steigende Energienachfrage | Veraltete, schwache und fehlende Infrastruktur |
Vorteile
Wichtigste Vorteile
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Reduzierung der Betriebskosten
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Reduzierung der Treibhausgasemissionen
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Reduzierung des Verbrauchs von Fossilien
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Verbesserung der Energieeffizienz in der Energieversorgung
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Verbessert die Netzstabilität
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Reduzierung des Spitzenenergiebedarfs
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Reduzierung der Energiekosten
Potenzielle Vorteile
Reduzierung der Investitionskosten
Schaffung neuer Arbeitsplätze
Erschließung neuer Geschäftsmöglichkeiten
Reduzierung der lokalen Luftverschmutzung
Reduzierung der Energiekosten
Verbesserung der sozialen Integration
Verbesserung der Lebensqualität
Förderung von nachhaltigem Verhalten
Förderung einer nachhaltigen Landnutzung
Förderung der Bürgerbeteiligung
Verbesserte Datenerfassung
Erhöhte Datensicherheit
Funktionen
Funktionen helfen Ihnen zu verstehen, was die Produkte für Sie tun können und welche Ihnen helfen werden, Ihre Ziele zu erreichen.
Jede Lösung hat mindestens eine Hauptfunktion, die zum Erreichen des grundlegenden Zwecks der Lösung erforderlich ist, und mehrere Zusatzfunktionen, die hinzugefügt werden können, um zusätzliche Vorteile zu bieten.
Hauptfunktionen
Treffen end-user energy demand
Mikronetze ermöglichen die Deckung des Energiebedarfs der Endverbraucher
Ausgleichen power and load
Mikro-Netze ermöglichen den Ausgleich von Strom und Last
Pflege von stability of the system
Planung zur Aufrechterhaltung der Funktionsfähigkeit des Systems
Verwaltung von grid congestion
Planung zur Bewältigung von Netzengpässen
Ermöglichung von fault management, fault location, isolation, and supply restoration (FLISR)
Produkte, die FLISR ermöglichen
Ermöglichung von off-grid / grid-connected transition
Planung für den Übergang von der Netzunabhängigkeit zur Netzanbindung
Bereitstellung von access to data and data management
Dienste, die den Zugang zu Daten und die Datenverwaltung ermöglichen
Zusatzfunktionen
Austausch von power with the main grid
Produkte und Dienstleistungen, die einen Stromaustausch mit dem Hauptnetz ermöglichen
Bereitstellung von ancillary services to main grid (frequency control support, voltage control support, congestion management, load shedding)
Dienste, die Hilfsdienste für das Hauptnetz erbringen
Ermöglichung von end-user interface and data management
Dienste und Produkte, die eine Endbenutzerschnittstelle und Datenverwaltung ermöglichen
Produkte, die diese Funktionen anbieten
Lösung für den Microgrid-Ausgleich
Ausgleich zwischen Mikronetz und stadtweitem virtuellem Kraftwerk durch den Verkauf von Energie, wenn die Nachfrage im Mikronetz überschritten wird und umgekehrt.
Varianten
Aus technischer Sicht ist ein Mikronetz eine lokalisierte Gruppe miteinander verbundener Lasten und dezentraler Energieressourcen (DERs) mit klar definierten elektrischen Grenzen, die im Netzverbund oder im Inselbetrieb arbeiten können und gegenüber dem Netz als eine einzige steuerbare Einheit auftreten. Es sind verschiedene Varianten (und Kombinationen) von Microgrids möglich, die sich nach der Art ihres Anschlusses an das zentrale Netz (netzunabhängig oder an das Stromnetz angeschlossen) sowie nach ihrer Größe, der Art der Last und den Funktionen (z. B. Wohnbereich, Gewerbe, Gemeinde usw. - von 100 kW bis zu mehreren MW) richten.
Mikronetze sind nicht nur Stromnetze, sondern können oft auch Wärmenetze sein, die verschiedene Nutzer mit beiden Energiearten versorgen, indem sie verschiedene Primärquellen (erneuerbare und/oder fossile Brennstoffe) nutzen. Je komplexer ein Mikronetz in Bezug auf die miteinander verbundenen Lasten und Energiequellen ist, desto "intelligenter" muss es auch sein. Das Energiemanagementsystem des Mikronetzes erreicht dies durch fortschrittliche IKT-gestützte Fähigkeiten, die als "Gehirn" des Mikronetzes fungieren, um die Energieerzeugung und die Lasten für den Betrieb zu steuern.
Aus der Sicht des Nutzers kann ein Mikronetz auf der Grundlage einer Vielzahl von Nutzenerwartungen aufgebaut werden, z. B. verbesserte Zuverlässigkeit, Wirtschaftlichkeit oder Katastrophenschutz. Darüber hinaus bestimmen die geografischen Gegebenheiten die Bedingungen für die Machbarkeit eines Mikronetzes.
Beschreibung
Microgrids kommen in verschiedenen Bereichen zum Einsatz, z. B. in Geschäftsgebäuden, Industrieanlagen, Universitäten und Einrichtungen. Diese Microgrids sind zwar an das Hauptnetz angeschlossen, dienen aber der Verbesserung der Zuverlässigkeit (an Orten, an denen die Zuverlässigkeit des Hauptnetzes unzureichend ist), der Senkung des Spitzenbedarfs, der Senkung der Betriebskosten und der Vermeidung von Störungen. Je nach den lokalen Marktbedingungen können Microgrids dazu beitragen, die Ausfallsicherheit zu erhöhen und dem Energieversorger Hilfsdienste in Form eines virtuellen Kraftwerks (VPP) zu erbringen - sei es als Demand-Response-Ressource oder als Anbieter anderer Netzdienste.
Beschreibung
Ein gängiger Typ von Mikronetzen, der typischerweise dort zu finden ist, wo das Hauptnetz unerreichbar ist, etwa auf Inseln oder in abgelegenen ländlichen Gebieten. Sie reichen von abgelegenen Einrichtungen wie Militärstützpunkten, abgelegenen Minen oder Industriestandorten bis hin zu abgelegenen Dörfern und Gemeinden, die mehrere Verbraucher und Erzeuger versorgen.
Unterstützende lokale Faktore
Unterstützung des städtischen Kontextes: Es ist von entscheidender Bedeutung, eine hohe Energiezuverlässigkeit zu gewährleisten und die Produktionsverluste zu minimieren. Dies wird durch die Integration kohlenstoffarmer erneuerbarer Energien (z. B. Biomasse, Photovoltaik (PV) und Windkraft) erreicht, um die Abhängigkeit von Brennstoffen zu minimieren und gleichzeitig die Umweltverschmutzung und die Energiekosten zu senken.
Beschreibung
Diese Mikronetze versorgen mehrere Verbraucher und Erzeuger und sind an das Hauptnetz angeschlossen oder werden als abschaltbare Einheit mit optimiertem Stromaustausch mit dem zentralen Netz verwaltet. Ihre Größe reicht von Distrikten, die Anwendungen wie Smart Districts oder Positive Energy Districts ermöglichen, bis hin zu Dörfern, Städten und kleinen Gemeinden.
Unterstützende lokale Faktore
Intelligente Gemeinschaften und Verteilungsnetze werden sich auf digitale Plattformen stützen müssen, um die Nutzung von Prosumer-Assets (PV-Solaranlagen oder Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge) zu maximieren, die zu Portfolios von dezentralen Energieressourcen (DER) zusammengefasst werden können, die über VPPs mit Energiedienstleistungen handeln. Um diese Art von Geschäftsmodell zu ermöglichen, sind etablierte Marktstrukturen und Vorschriften entscheidend.
Beschreibung
Kraft-Wärme-Kopplungs- und Kraft-Wärme-Kälte-Kopplungsanlagen zeichnen sich durch die gleichzeitige Erzeugung von elektrischer und thermischer Energie aus und ebnen den Weg für die Integration von intelligenten Stromnetzen und Fernwärme- und Fernkältenetzen.
Beschreibung
Die massive Verbreitung von Kraftwerken mit erneuerbaren Energiequellen in intelligenten Mikronetzen ist in der Regel mit der Installation von elektrischen Speichertechnologien verbunden, die immer mehr an Bedeutung gewinnen, um die Schwankungen der Erzeugung aus erneuerbaren Energiequellen auszugleichen und Hilfsdienste für das Netz zu erbringen. Kleine, dezentrale Energiespeicher können zur Erhöhung des Eigenverbrauchs der erzeugten Energie innerhalb von Mikronetzen eingesetzt werden und dazu beitragen, die tägliche Lastkurve des Stromnetzes zu glätten.
Elektrische Speichersysteme können zur Glättung von Lastspitzen im Netz, zur Blindleistungs- und Spannungsregulierung sowie zur Wirkleistungs- und Frequenzregulierung eingesetzt werden, sie können Spinning-Reserven für den Strommarkt bereitstellen, zur Behebung von Netzüberlastungen beitragen und Investitionen in das Netz infolge des Lastanstiegs aufschieben.
Beschreibung
MEMS zielen darauf ab, einen kontrollierten und optimierten Betrieb eines Mikronetzes zu ermöglichen, um dessen funktionale Anforderungen und die Erwartungen an den Nutzen des Mikronetzes zu erfüllen. Sie umfassen Echtzeit-Steuerungsfunktionen, die es dem System ermöglichen, sich selbst zu verwalten, autonom zu arbeiten und sich für den Energieaustausch und die Bereitstellung von Hilfsdiensten mit dem Hauptnetz zu verbinden und von diesem zu trennen. Diese Funktionen basieren auf Datenüberwachung, Datenanalyse und Prognosen (Erzeugung, Speicherung, meteorologische Daten und Marktpreise)
Beschreibung
Mit der Integration intermittierender verteilter Energieressourcen (Distributed Energy Resources, DER) aus erneuerbaren Energien ergeben sich beim Betrieb von Kleinstnetzen zahlreiche Probleme in Bezug auf Stabilität und Zuverlässigkeit. Die Umwandlung (oder "Aufrüstung") von Mikrogrids in VPPs ist eine Möglichkeit, die negativen Auswirkungen von DERs zu beseitigen, da VPPs alle DERs als ein einziger Akteur koordinieren können, um sie in das Netz zu integrieren, ohne die Stabilität und Zuverlässigkeit zu beeinträchtigen, und viele weitere zusätzliche Vorteile und Möglichkeiten für Kunden, Prosumer und Netzbetreiber bieten.
Es gibt große Überschneidungen zwischen Microgrids und VPPs, da sie beide die Aggregation und Optimierung eines ebenso vielfältigen DER-Portfolios gemeinsam haben. Der Unterschied besteht darin, dass ein Mikronetz eine begrenzte Netzgrenze darstellt und sich vom größeren Netz abtrennen kann, um eine Strominsel zu bilden, während sich VPPs über einen viel größeren geografischen Bereich erstrecken und je nach Echtzeit-Marktbedingungen wachsen oder schrumpfen können.
Das primäre Wertversprechen für ein VPP besteht darin, dass die Dienstleistungen dieser DER-Anlagen dem Makronetzbetreiber vorgelagert sind; die Dienstleistungen werden nicht in einer Insel vom größeren Netz abgeschottet.
Sobald ein Mikronetz eine Dienstleistung an einen Lastaggregator oder ein Versorgungsunternehmen verkauft, wird es "VPP-fähig" und kann dann z. B. als dezentrales Energieressourcen-Managementsystem (DERMS) eingesetzt werden, um Spannungsspitzen auf einer Einspeisung zu entschärfen, wodurch ein bidirektionaler Wert für das größere Netz entsteht.
Wertschöpfungsmodell
Wertmodell für ein intelligentes Stromnetz (BABLE, 2021)
Stadtkontext
Lokale Regierungen können eine Schlüsselrolle bei der Unterstützung der Implementierung von kommunalen Mikrogrids in bestehende Stromnetze spielen, um stadtspezifische Ziele zu erreichen. Dies ist eine komplexe Aufgabe, die institutionelle Änderungen und regulatorische Aktualisierungen erfordert. Dennoch reagieren Anbieter und Entwickler von Mikronetzen auf Marktsignale, und die Kommunalpolitik kann Klarheit schaffen, Prioritäten kommunizieren und Eintrittsbarrieren senken. Darüber hinaus können Kommunalverwaltungen Interessengruppen und Bürger einbeziehen, um Bedürfnisse und Möglichkeiten zu ermitteln, und sogar selbst zum Kunden von Microgrids werden, wie z. B. das deutsche Dorf Feldheim, das für sich in Anspruch nimmt, das einzige netzunabhängige Dorf in den Industrieländern mit 100 % erneuerbaren Ressourcen zu sein. Einige Schlüsselfaktoren für die Einführung kommunaler Mikronetze sind die folgenden:
- Schaffung des politischen Umfelds durch den richtigen Mix aus politischen Instrumenten und Anreizen zur Beseitigung aller regulatorischen und administrativen Hindernisse. Neben traditionellen DER-Anreizen wie Einspeisetarifen oder Net-Metering-Systemen gibt es weitere wirksame Alternativen wie den Verzicht auf Genehmigungsgebühren, um die Verfahren zu beschleunigen, oder die Gewährung von Anreizen für die Flächennutzung für Projekte, die Microgrid-Funktionen wie Energiespeicherung, erneuerbare Energieerzeugung oder intelligentes Management umfassen. Ebenso müssen Vorschriften, die die Energiespeicherung vor Ort verhindern oder das Eigentum der Versorgungsunternehmen an Speicheranlagen ausschließen, aktualisiert werden.
- Dietechnologische Infrastruktur, die die künftige Entwicklung von Mikronetzen ermöglicht, wie z. B. der Einsatz intelligenter Zähler oder die Abdeckung der Verbindungsinfrastruktur.
- Einbindung und Motivation der Gemeinschaft , um den sozialen Wert der Implementierung und des Betriebs des Mikronetzes innerhalb der Gemeinschaft zu steigern und damit die soziale Akzeptanz zu erhöhen.
- DieEinstellung und der Umfang der Aktivitäten der lokalen Versorgungsunternehmen haben einen großen Einfluss auf die Entwicklung von Mikrogrids in den Gemeinden. In der Vergangenheit hat der Widerstand der Versorgungsunternehmen die Einführung von Microgrids in den Gemeinden behindert, aber in letzter Zeit gibt es einige Versorgungsunternehmen, die diese Projekte aktiv vorantreiben. Die Europäische Kommission drängt die Versorgungsunternehmen, ihre Aktivitäten im Bereich der Entwicklung nicht-traditioneller Elektrizitätsinfrastrukturen zu verstärken, was die Bedingungen für die Entwicklung kommunaler Mikronetze verbessern könnte.
- Umweltbedingte Einschränkungen wie Einflussbereich, Platzverfügbarkeit, erneuerbare Energiequellen und andere lokale Ressourcen sowie die Energiedichte des Gebiets.
Unterstützende Faktoren
- Schaffung eines unterstützenden politischen Umfelds
- Ermöglichung des lokalen Energiehandels zwischen dezentraler Erzeugung und bidirektionalem Stromfluss
- Klare und transparente Regeln für die Zusammenschaltung mit dem Hauptnetz
- Verfügbarkeit von lokalen Energiemärkten
- Gewährleistung von wirtschaftlicher Effizienz und Rentabilität, wenn die Sicherheit der Stromversorgung kein Thema ist
- Unterstützung tragfähiger Geschäftsmodelle und Vorteilsausgleich zur Bewältigung der hohen Kapitalkosten
- Schaffung geeigneter Governance-Modelle für gemeinschaftsgeführte Initiativen
- Sicherstellung der Einbeziehung von Interessengruppen zur Maximierung des gesellschaftlichen Nutzens
- Gewährleistung des Schutzes von Daten und Kommunikation
- Einsatz einer geeigneten Speichertechnologie und -größe
- Bessere Integration von Energiemanagementsystemen und Unternehmensmanagementsystemen
- Verbesserung der Benutzerfreundlichkeit der Schnittstellen mit den Bewohnern der Gemeinde, um Transparenz zu gewährleisten und ein energieeffizientes Verhalten zu fördern
Regierungsinitiativen
In den europäischen Ländern wird die Einführung lokaler Energiesysteme durch zahlreiche Initiativen und politische Maßnahmen auf europäischer oder nationaler Ebene unterstützt, wobei sich viele Forschungs- und Entwicklungsprojekte, die mit nationalen oder europäischen Mitteln gefördert werden, auf intelligente Netze, Energieeffizienz, die Integration dezentraler erneuerbarer Ressourcen, intelligentes Netzmanagement und vieles mehr konzentrieren.
Im Kontext der EU-Politik gehören zu den politischen Triebkräften für solche Projekte die zunehmende Überlastung der Netze und die steigende Energienachfrage, der Klimawandel, die Erschöpfung der fossilen Brennstoffe, die alternde Infrastruktur der Stromnetze und der europäische Energiebinnenmarkt; all diese Faktoren, die die Einführung lokaler Energiesysteme vorantreiben, wurden durch das jüngste Klima- und Energiepaket der EU "Saubere Energie für alle Europäer" und den neuen europäischen Green Deal inspiriert.
Eine bemerkenswerte Initiative ist die Einrichtung der Smart Grid Task Force (SGTF) als Teil des dritten EU-Energiepakets im Jahr 2009, die über Strategien und Vorschriften zur Einführung intelligenter Netze beraten soll. Im Rahmen der Entwicklung einer gemeinsamen Norm für europäische intelligente Netze hat die Europäische Kommission den Europäischen Normungsorganisationen (ESO) mehrere Aufträge erteilt, um Normen für die Interoperabilität intelligenter Stromzähler, Normen für das Laden von Elektrofahrzeugen und ein hohes Maß an intelligenten Netzdiensten und -operationen festzulegen.
Die EU weist derzeit die Mitgliedsländer an, ihre Vorschriften für den Strommarkt und die erneuerbaren Energien zu aktualisieren, um es den Gemeinden zu ermöglichen, als Aggregatoren von erneuerbaren Energien, flexiblen Lasten und Speicherdiensten für das Gesamtnetz zu fungieren und so den Weg für kommunale Mikrogrids zu ebnen.
Stakeholder Mapping
Karte der Interessengruppen für ein intelligentes Stromnetz (BABLE, 2021)
Marktpotenzial
Die Entwicklung von Microgrids ist Teil eines breiteren Trends zur Digitalisierung, Dezentralisierung und Dekarbonisierung des Energiesektors. Weltweit ist der wachsende Markt für lokale Energiesysteme eine Reaktion auf Umweltbedenken, den Mangel an robuster Netzinfrastruktur und Stromzuverlässigkeit, steigende Energiepreise und eine Kombination aus regulatorischem Druck und Anreizen. Infolgedessen wird erwartet, dass der Microgrid-Markt in den nächsten 10 Jahren schnell wachsen wird.
Jährliche Gesamtkapazität von Microgrids und Ausgaben für die Implementierung nach Regionen, Weltmärkte: 2020-2029(Guidehouse Insights)
Obwohl Europa als weltweit führend auf dem Weg zu einer kohlenstoffarmen Energiezukunft gilt, macht es nur 9 % des weltweiten Microgrid-Marktes aus. Die direkteste Erklärung dafür ist, dass sich die überwiegende Mehrheit der installierten Microgrid-Kapazitäten in Europa auf abgelegenen Inseln befindet, die nicht an das Festlandnetz angeschlossen sind. Ein genauerer Blick auf die Art und Weise, wie die EU-Märkte eng miteinander verflochten und reguliert sind, zeigt jedoch ein deutliches Muster, das die Entwicklung von Microgrids stark einschränkt (laut Navigant Research): (1) Europa hat sich auf den groß angelegten Einsatz erneuerbarer Energien konzentriert, z. B. Offshore, was massive Investitionen in die Übertragungsinfrastruktur erfordert; (2) der Einsatz dezentraler Energieressourcen (DER) basiert in erster Linie auf Einspeisetarifen, einem Geschäftsmodell, das das entscheidende Merkmal eines Mikronetzes, d. h. die Insellösung, ausschließt; (3) die bevorzugten Methoden zur Bewältigung der Variabilität erneuerbarer Energien und zur Erhöhung der Stromzuverlässigkeit konzentrieren sich auf den grenzüberschreitenden Handel und nicht auf lokale Mikronetze
Letztlich verlagert die fortgeschrittene Integration des europäischen Marktes den Schwerpunkt von Microgrids auf VPPs. Tatsächlich ist Europa führend bei der Einführung von VPP-Plattformen mit ausgefeilten Funktionen, die die Integration von erneuerbaren Energien und den Echtzeit-Energiehandel ermöglichen, um den Wert von Flexibilitätsressourcen zu maximieren und gleichzeitig die Tür zu neuen Wertschöpfungsströmen zu öffnen, um Märkte für Hilfsdienste zu schaffen.
Betriebsmodelle
Bis vor kurzem war das Geschäftsmodell für Mikronetze für viele Organisationen ein Hindernis, da der Bau und die Inbetriebnahme kostspielige Investitionen und hohe finanzielle Risiken mit sich brachten. Jetzt werden durch neue Finanzierungs- und Betriebsmechanismen die Hürden für Organisationen und Gemeinden abgebaut, so dass mehr Microgrids - und damit die nachhaltige Energiewende - Realität werden können.
Betriebsmodell für ein intelligentes Microgrid-System (BABLE, 2021)
Vorschriften
Da es in der Europäischen Union keine spezifischen Regelungen für Microgrids gibt, müssen zunächst die wichtigsten Regelungsbereiche für Microgrids definiert und die bestehenden europäischen Richtlinien mit diesen Bereichen verknüpft werden. Die für Microgrids relevanten Regelungsbereiche und die entsprechenden Richtlinien sind:
Erneuerbare Energien: Berücksichtigung von erneuerbaren Erzeugungseinheiten innerhalb des Microgrids, einschließlich Maßnahmen zur Förderung der Integration von erneuerbaren Energien, Energieeffizienz und Dekarbonisierung.
Verordnungen Erneuerbare Energien (BABLE, 2021)
Netzanschluss: Anforderungen an den Anschluss von Verbrauchern, Erzeugungsanlagen und Energiespeichern an das Verteilernetz.
Verordnungen Netzanschluss (BABLE, 2021)
Eigenverbrauch und Energiespeicherung: Bedingungen für die Einspeisung von Erzeugungsüberschüssen, Möglichkeit des Einsatzes von Speichersystemen, etc.
Regelungen zum Eigenverbrauch und zur Energiespeicherung (BABLE, 2021)
Alles in allem ist die Anzahl der Vorschriften, die sich direkt auf Microgrids in der EU beziehen, gering, was auch die Unterschiede zwischen den Vorschriften für Microgrids in den einzelnen Mitgliedsstaaten erhöht. Nichtsdestotrotz sind die Auswirkungen einiger Verordnungen wie 2009/28/EG zur Förderung erneuerbarer Energien beträchtlich. Um die Ziele der europäischen Richtlinien in Bezug auf Microgrids zu erreichen, haben die Mitgliedstaaten Strategien eingeführt, die auf wirtschaftlichen Anreizen basieren. Das am weitesten verbreitete Fördersystem in der EU basiert auf Einspeisetarifen (FITs); es gibt jedoch auch andere relevante Anreize wie Marktprämien, grüne Zertifikate und traditionelle Ausschreibungen.
Daten und Standards
Daten und Normen für ein intelligentes Mikronetzsystem (BABLE, 2021)
Die Entwicklung dieser Lösung wurde mit EU-Mitteln unterstützt.
Anwendungsfälle
Intelligente Energie und autarker Block
Ein Plan zur Senkung des Stromverbrauchs in Hochschulgebäuden in Barcelona durch die Installation und Nutzung von photovoltaischen Solaranlagen.
Wärmespeicherung einschließlich IKT-Integration für wirtschaftliche Wärmeversorgung
Überwindung der unzureichenden Stromerzeugung durch die Einbeziehung der Solaranlage Dunker zur Wärmeversorgung eines Stadtteils, der nicht genug erneuerbare Energie erzeugen kann.
Stirling Smart Energy Projekt
Der Climate Change Act 2019 verpflichtet Schottland dazu, bis 2045 alle Treibhausgasemissionen auf Null zu reduzieren. Stadtverwaltungen in ganz Schottland haben die Führung bei der Festlegung von Zielen zur Emissionsreduzierung übernommen, einige mit ehrgeizigen Fristen vor dem nationalen Netto-Null-Ziel Schottlands.
Mikro-Netz passt sich an wechselnde Jahreszeiten an - Smart Meter Prognose
Intelligente Sensortechnologie kann die Wetterbedingungen aufzeichnen, Trends speichern und den Verbrauch entsprechend intelligent anpassen, um energieeffizienter zu werden.
Netzunabhängige Ladestation für eine nachhaltige Mikro-Mobilität
In der Hochschule Bochum wurde eine netzunabhängige Ladestation als Pilotprojekt installiert, um die Solarenergie durch eine flexible und modulare leichte EV-Dockingstation zu nutzen.
Anlagen zur Energiespeicherung
Energiespeichersystem mit Li-Ion-Batterien, das bidirektionale Flexibilität bietet. Es ist für den dynamischen Zyklus gedacht.
Zentraler Energie-Controller der Smart City
Eine Energiemanagement-Plattform für virtuelle Kraftwerke, die es den städtischen Akteuren ermöglicht, dezentrale Energieressourcen (Erzeugung, Speicherung und Last) von einer einzigen Plattform aus aktiv zu verwalten.
Micro-Grid Management System
Microgrid Management Controller, entwickelt zur Integration unterschiedlicher Energieanlagen bei einzelnen Akteuren, um die Energieleistung in den Bereichen Kosten, CO2, Abflachung von Spitzenlasten und effektive Nutzung kohlenstoffarmer Energieerzeugung zu verbessern.
Intelligente Nahwärmegebiete
Im Rahmen des GrowSmarter-Projekts ist "Smart Local Thermal Districts" Teil der Gebäudesanierung in Ca l'Alier, bei der die Stromerzeugung vor Ort (PV-Anlagen) mit dem bestehenden lokalen DHC-Netz kombiniert wird, wodurch der Verbrauch fossiler Primärenergie für die Wärme- und Kälteerzeugung reduziert wird.
Wetterinformationen für die Stadt Conwy und für Bootsliegeplätze
Der Fluss Conwy, der durch das Herz der Grafschaft fließt, dient als beliebter Anlegeplatz in der Stadt Conwy. Es bestand ein dringender Bedarf, genauere Informationen für die Nutzer von Anlegestellen zu sammeln und diese wertvollen Informationen mit Touristen zu teilen.
