Prof. Dr. Jürgen Schmid Institut für Solare Energieversorgungstechnik Verein an der Universität Kassel e. V. Erneuerbare Energien und dezentrale Kraft-Wärme-Kopplung Energieversorgungsstrukturen im Wandel Energie- und Kostenmanagement Dezentrales Power-Quality- und Netzmanagement EU-Cluster Integration of Renewable Energy Systems and Distributed Generation Europäische Forschungsprojekte Wirtschaftliche Faktoren der Windenergie und Stromhandel
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Prof. Dr. Jürgen Schmid
Institut für Solare Energieversorgungstechnik Verein an der Universität Kassel e. V.
Erneuerbare Energien und dezentrale Kraft-Wärme-Kopplung
Energieversorgungsstrukturen im Wandel
Energie- und Kostenmanagement
Dezentrales Power-Quality- undNetzmanagement
EU-Cluster Integration of Renewable Energy Systems and Distributed Generation
Europäische Forschungsprojekte
Wirtschaftliche Faktoren der Windenergie und Stromhandel
Institut für Solare Energieversorgungstechnik e.V.
Anwendungsnahe Forschung und Entwicklung
Windenergie Photovoltaik Biomassenutzung Energiewandlung und Speicher Hybridsysteme Energiewirtschaft Information und Weiterbildung
Vorstand: Prof. Dr.-Ing. Jürgen Schmid Dr. rer. nat. Oliver Führer
Personal: ca. 75 Mitarbeiter/innenJahreshaushalt: rund 8 Mio. EuroInformationen: www.iset.uni-kassel.de
Systemtechnik für die Nutzung Erneuerbarer Energien und die Dezentrale Energieversorgung
World’s first tidal current turbine in open sea conditions
World’s first offshore “wet renewable” to deliver over 200 kW
£3.4 million project funded by UK DTI the EC Joule Programme (now Energie) the German Government and the consortium partners shown below
Prof. Dr. J. Schmid
Marine currents = High energy intensity
A tidal current turbine gainsover 4x as much energy perm2 of rotor as a wind turbine Size
Comparison 1MW wind turbine compared with 1MW tidal turbine
1 x 55m dia
2 x 16m dia
950 tonne/sec water
38 tonne/sec air
Small size = Lower capital costs
Lower costs = Competitive Advantage
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* from “Tidal Stream Energy Review” published for the DTI by the Energy Technology Support Unit, ETSU, ref. T/05/00155, Crown Copyright 1993 and “Digest of United Kingdom Energy Statistics 2000”, DTI, 2001
Location Potentialinstalledcapacity
(MW)
Potentialenergy
delivered (TWh/yr)
Hoy, Pentland Firth 1083 3.7 South Ronaldsay, Pentland Firth 1057 3.6 Stroma 2213 7.5 Pentland Skerries 5698 19.4 Rathlin Island 2917 9.9 Casquets, Channel Islands 2508 8.5 North West Guernsey, Channel Islands 2184 7.4 Big Russell, Guernsey, Channel Islands 729 2.5 Total from selected tidal locations 18389 62.5 By comparison…..
UK Coal fired power stations (1999) 25581 114.6 UK nuclear power stations (2000) 12968 78.3
Examples of UK Tidal Current Energy Sites Prof. Dr. J. Schmid
Dezentrale Kraft-Wärme-Kopplung Prof. Dr. J. Schmid
100 % Ö l / G a s
A usta usch Elek trische En erg ie
100 %K ra ft-werk
50 % Elek trisch e En erg ie
50 % ung en utz teA bw ä rm e
50 % Fossile En erg ieträ ger
Bisher: Zentrale KraftwerkeDezentrale Heizung
Zukünftig: Dezentrale
Kraft-Wärme-Kopplung
1/3 weniger fossile
Energieträger
Energieversorgungsstrukturen im Wandel Prof. Dr. J. Schmid
Kohle Kernkraft Wasser
Hoch- spannungs-
netz
Mittel- spannungs-
netz
Nieder- spannungs-
netz
Bisher
Zentrale Großkraftwerke
Auslegung auf max. Bedarfsdeckung
Zeitinvariante Tarife
Lastabwurf bzw. Lastabsperrung beimKunden
Keine Information zur Netzbelastungbeim Kunden
Strikte Leistungsabgrenzung fürEinspeiser
Große Leistungsreserven fürunvorhergesehene Netzbelastungen
bzw. Kraftwerksausfall erforderlich
Nur unidirektionale Steuerungerforderlich
Windpark
BZPV Wind BZPV KWK
Kohle Kernkraft WasserZukünftig
Zusätzlich dezentrale Einspeisung
Bedarfsdeckung durch Handel
Zeitvariable Tarife
Last- und Kostenoptimierung durchDialog
Variable Leistungsbegrenzung alsFunktion der aktuellen Netzbelastung
Leistungsreserven werden durchHandel reduziert bzw. eliminiert
Loka les Energie M anagement (ink l. aktueller Energiepreise)
Strom netz
Steuerungsebene un id irek tiona l
BZ -BH KW
Wa sser
Energie- und Power-Quality-Management
Directorate General Research
Projects
Cluster “Integration of Renewable Energies + Distributed Generation”“Integration of Renewable Energies + Distributed Generation”
Distributed Generation with high Penetration of Renewable Energy Sources
37 Partner aus 11 europäischenLändern:
Energieversorgungs-unternehmen
Industrie und Ingenieurbüros
Forschungszentren und Universitäten
• ISET
• Armines
• CENERG
• GhK• Uni Lodz
• Uni Duisburg
• FhG ISE
• Arsenal
• Uni Genova
• ICCS / NTUA• CRES
ECN •
• ICSTMUni Strathclyde •
UMIST • KU Leuven •
•
•
• EDF • CESI
• MVV Energie
• SWK• Verbundplan
Iberdrola Redes
Iberdrola Generation
• EHN Labein
• Alstom T&D
• Vergnet
• DuTrain
• SMA
• EMD
• Kirsch
APX •
• Econnect
The MeT Office • Cogen •
Verteilte Energieerzeugung mit einem hohen Anteil erneuerbarer Energiequellen
Prof. Dr. J. Schmid
Netzstabilität und Steuerung: Strategien und Konzepte
Netzqualität: Untersuchungen und Anforderungen für dezentrale Wechselrichter und Generatoren
Normen: Vorbereitung für Sicherheit und Netzqualität
Management-Systeme für lokale Netze mit einem hohen Anteil an dezentraler Erzeugung
Planungswerkzeuge zur Integration von dezentralen Komponenten inregionale und lokale Netze
Testanlagen und Komponenten:Verbesserung und Anpassung für dezentrale Energieerzeugung
Informations- und Kommunikations-technologien, Energiehandel und Lastmanagement: Einschätzung der Auswirkungen auf Endverbraucher
Vertrags- und Tarifgestaltung: Untersuchungen bezüglich Energiehandel, -durchleitung und Netzdienstleistungen
Internet basierte Informations-systeme für Kommunikation, Energiemanagement und -handel
Verbreitung und Implementierung
der erarbeiteten Konzepte
Entwicklungen für die Integration dezentraler Energieerzeugung in elektrische Versorgungsnetze
Distributed Generation with high Penetration of Renewable Energy Sources
ICCS/NTUAICCS/NTUA MICROGRIDS
Large Scale Integration of Micro-Generation to Low Voltage Grids
Objectives
• Increase penetration of RES and other micro-sources
• Study the operation of MicroGrids in parallel with the mains and in islanding conditions
• Define, develop and demonstrate control strategies for MicroGrids
• Define appropriate protection and grounding policies that will assure safety of operation
• Identify the needs and develop the telecommunication infrastructures and communication protocols required
• Determine the economic benefits and to propose systematic methods and tools
Aim:
Design and test new strategies for distributed power generation As enabled by recent advances in ICT technologies for distributed
intelligence
Approach
Study new strategies for various scenarios Market-oriented online demand-supply matching Intelligent load shedding Fault diagnostics in high-DG distribution networks Economic utility-driven network security models
Develop associated ICT architectures and tools Carry out scenario simulations Carry out lab tests and field experiments
CRISP Distributed Intelligence in Critical Infrastructures for Sustainable Power
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Prof. Dr. J. Schmid
Anwendungsnahe Forschung und
Entwicklung
Windenergie Photovoltaik Biomassenutzung Energiewandlung und Speicher Hybridsysteme Energiewirtschaft Information und Weiterbildung
