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Abb. 2: Gesamtsystem eines dezentral organisierten Energiemanagements.
© ISET, Kassel
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Energiemanagement – zentral oder dezentral?

Wie können dezentrale Stromerzeuger und Verbraucher künftig optimal in das Niederspannungsnetz eingebunden werden? Ist es besser, sie zentral zu koordinieren oder bietet ein dezentrales Energiemanagement mehr Vorteile? Diese konkurrierenden Ansätze werden derzeit in verschiedenen Forschungsvorhaben untersucht.

Dabei geht es nicht nur um technische Lösungen, sondern auch darum, ob und wie sich die Systeme in den liberalisierten EU Binnenmarkt integrieren lassen. Insbesondere müssen Eigenschaften des Marktes, wie der diskriminierungsfreie Netzzugang und die Trennung von Netzbetrieb und Erzeugung, bestehen bleiben.

Zentrales Energiemanagement

Mit einem zentralen Energiemanagementsystem entsteht durch den Zusammenschluss verschiedener Stromerzeuger im Verbund mit Speichern und Verbrauchern im Idealfall ein „virtuelles Kraftwerk“. Dieses weist Eigenschaften eines Großkraftwerks auf (s. BINE Projektinfo 2/2002): es lässt sich auf Basis von Fahrplänen zentral steuern und erbringt Systemdienstleistungen. Durch die Bündelung von Kapazitäten kann es an Strommärkten teilnehmen.

Diesen Vorteilen des zentralen Managements stehen zwei Nachteile gegenüber: die zentrale Leitstelle stellt einen „Single Point of Failure“ dar, so dass sie entsprechend sicher und redundant ausgelegt werden muss. Außerdem ist der Kommunikationsaufwand für den Versand von Fahrplänen und die OnlineÜberwachung der Anlagen hoch und die Komplexität der zentralen Optimierung wächst exponentiell mit der Zahl der Erzeuger und Lasten. Daher ist das zentrale Management nur für eine kleine Anzahl Erzeuger und Lasten technisch sinnvoll umsetzbar, nicht aber für hunderte oder tausende Erzeuger im Niederspannungsnetz.

Neben diesen technischen Schwierigkeiten ergeben sich auf dem liberalisierten Energiemarkt rechtliche Probleme, wenn z.B. Lasten und Erzeuger unterschiedlicher Besitzer eingebunden werden. Auch existiert kein einzelner Marktteilnehmer mehr, der sowohl Zugriff auf die Daten des Netz- als auch des Kraftwerksbetriebs hat, um den Erzeugungsmix und die Netzführung optimal betreiben zu können.

Dezentrales Energiemanagement

Eine dezentral organisierte Steuerung von Energieerzeugungsanlagen und Verbrauchern ist gegenüber einem zentralen Management robuster, weniger komplex und hat einen geringeren Kommunikationsbedarf – Merkmale, die bei hoher Anzahl von Erzeugern und Verbrauchern besonders zum Tragen kommen. Die Entscheidungen treffen dezentrale Energiemanagement- systeme, die sowohl die Stromerzeugung optimieren als auch Verbraucher zu- und abschalten können. Damit diese Optimierungsentscheidungen zu einem Optimum für das Gesamtsystem führen, werden sie über zentrale Informationen, wie Einspeise- und Bezugstarife, gelenkt.

Im Projekt DINAR untersuchten die Forscher die organisatorischen und technischen Voraussetzungen, um das Verhalten der Energieerzeuger und Verbraucher durch variable Tarife und automatisches Gerätemanagement zu optimieren.

Projektinfo 02/2008:
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