Integrierter Ansatz zur anreizkompatiblen Optimierung des Lademanagements
Da die Bereitschaft zum netzdienlichen Verhalten einen wesentlichen Baustein des ELEMENT-Lademanagements darstellt, sollen konkrete Tarif- und Ausgleichsmodelle entwickelt werden, die für eine gerechte Verteilung der Erträge und Lasten sorgen und Anreize für die Pflege eines Bedarfskalenders schaffen. Mittels einer Befragung wird zunächst die grobe Struktur eines mieterbasierten Bedarfskalenders ermittelt und repräsentative Nutzerprofile erstellt. Darauf aufbauend soll ein geeigneter Optimierungsansatz entwickelt werden, der bestehende Zielkonflikte zwischen knapper Ladestruktur und konkurrierender Ladebedarfe bestmöglich harmonisiert. Nachfolgend werden weitere Zielsetzungen wie die Minimierung der Netzausbaukosten und die gerechte Verteilung von Erträgen und Lasten integriert und die Wirkung unterschiedlicher Anreizmodele untersucht bzw. simuliert und mit Bezug auf ein Benchmark-Szenario bewertet. Im letzten Schritt wird dieses Lademanagementsystem und der Bedarfskalender in das vom Gesamtvorhaben entwickelte intelligente Energiemanagementsystem integriert und getestet.
- Ein mathematisches Optimierungsmodell, welches das vorgezeichnete Koordinierungs- bzw. Allokationsproblem vor dem Hintergrund einer kostenminimalen Umsetzung löst, soll entwickelt werden
- Die Wirkung von unterschiedlichen Tarif- bzw. Anreizmodellen soll untersucht werden und Handlungsempfehlungen für den Einsatz in Mehrfamilienhäusern entwickelt werden
Forschungsschwerpunkt des Lehrstuhls für BWL, insb. Innovations- und Finanzmanagement bilden finanzwirtschaftliche Entscheidungsprobleme mit dem Ziel automatisierte Entscheidungsunterstützung im Kontext von Anwendungen aus Industrie, Energiewirtschaft oder Dienstleistung abzuleiten. Die mathematische Modellierung von Investitions- und Finanzierungsentscheidungen bildet dabei den Nukleus der primär modellorientiert-quantitativ ausgerichteten Forschung, welche durch empirische bzw. datengetriebene Analysen ergänzt wird. Analysen von Technologietrends und innovativen Geschäftsmodellen runden das Forschungsspektrum des Lehrstuhls ab.
Aktuelle Forschungsfragen richten sich u.a. auf die Bewertung und Optimierung von Energiesysteminvestitionen, Unternehmenskooperationen, -übernahme und Koalitionsstrategien.
Kontaktdaten des Projektpartners:
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg
Fakultät für Wirtschaftswissenschaften
Lehrstuhl für BWL, insb. Innovations- und Finanzmanagement
Postfach | P.O. BOX 4120
39106 Magdeburg
LS_ifm@ovgu.de
ifm.ovgu.de
DiLiCo engineering GmbH
Lorenzweg 43
39124 Magdeburg
info@dilico.de
www.dilico.de
Energiemanagementsystem zur Sektorkopplung von Brennstoffzellen-Blockheizkraftwerken (BZ-BHKW) mit Elektromobilität
Durch den Einsatz eines steuerbaren Brennstoffzellen-BHKW und einer PV-Anlage in Verbindung mit einem Energiemanagementsystem sollen zuverlässig mehrere Ladesäulen einer Wohneinheit der „Stadtfelder Wohnungsgenossenschaft eG“ vornehmlich mit der vor Ort erzeugten Energie versorgt werden. Durch intelligente Koordinierung des Lademanagements soll dem Nutzer ein hoher Ladezustand (State of Charge) von mindestens 80% zugesichert und die Belastung des öffentlichen Versorgungsnetzes möglichst minimiert werden. Ein weiterer Teil des Vorhabens ist die Untersuchung der sinnvollen Wärmeenergienutzung in den Sommermonaten innerhalb der Wohngebäude, um das Brennstoffzellen-BHKW möglichst wirtschaftlich betreiben zu können.
Zur Umsetzung des Vorhabens müssen sämtliche Schnittstellen zwischen Erzeugungsanlagen, Energiespeicher, Stromabnehmer und Stromnetz identifiziert und angepasst werden, um einen sicheren und optimalen Betrieb des Gesamtsystems gewährleisten zu können.
Durch die Kombination aus Mieteransprüchen, Netzanforderungen, technischen Gegebenheiten und optimaler Betriebsführung der Anlagen soll ein skalierbares und standardisiertes Anwendungsszenario entwickelt und umgesetzt werden, welches zukünftig auch für weitere Projekte eingesetzt werden kann.
- Auswahl und Inbetriebnahme eines geeigneten Energiemanagementsystems
- Identifikation und Anpassung der Hard- und Softwareschnittstellen
- Optimierung der Betriebsführung des BZ-BHKWs
- Untersuchung und Validierung des wirtschaftlichen Betriebs des BZ-BHKWs
- Integration eines Algorithmus zur Optimierung des Lademanagements für die Mieterinnen und Mieter
Die DiLiCo engineering GmbH wurde im Juni 2014 in Magdeburg gegründet. Die Kernkompetenzen von DiLiCo engineering liegen in der Entwicklung von Mess- und Diagnosesystemen für elektrochemische Energiewandler und -speicher. Projektierung, Aufbau und Inbetriebnahme von Energiesystemen und Testständen für Forschungs- und Entwicklungszwecke zählen ebenfalls zu den Kompetenzen von DiLiCo engineering. Weiterhin vertreibt die DiLiCo engineering GmbH eine auf Grund ihrer Leistung am Markt einzigartige Brennstoffzellenheizung (BZ-BHKW) zum Einsatz in der Gebäudeenergieversorgung für KMUs und Mehrfamilienhäuser. Das Portfolio von DiLiCo umfasst das Messgerät zur Messdatenerfassung von Einzelzellspannungen DiLiCo cell voltage, welches in zwei verschiedenen Versionen verfügbar ist, DiLiCo current density für die Überwachung der Stromdichte- und Temperaturverteilung innerhalb einer Zelle sowie spezielle Versionen des Stromdichtemessgerätes die speziell für die Erfassung von Stromdichten in Brennstoffzellentestständen eingesetzt werden können. Darüber hinaus bietet DiLiCo ein breites Dienstleistungsspektrum bei der Beratung, Entwicklung und Auslegung von regenerativen Energieanlagen an. Des Weiteren ist DiLiCo als Projektpartner in verschiedenen Forschungsprojekten im Bereich Wasserstoff aktiv.
E-Mobilität mieterfreundlich im Wohnquartier gestalten (EMW)
Ziel des Vorhabens ist es, Ladeinfrastrukturen für Elektrofahrzeuge an Mehrparteienhäusern als Vermieter bereitzustellen und Anreizsysteme für Mieterinnen und Mieter zu schaffen, diese gemeinsam optimal zu nutzen. Die hierfür notwendige Energie soll durch dezentrale Erzeugungseinheiten, wie Photovoltaik bzw. Blockheizkraftwerke, zum Laden der Fahrzeuge erzeugt und bereitgestellt werden, sodass notwendige Ausbaumaßnahmen am lokalen Netz reduziert werden können. Die Erkenntnisse der Demonstrationsvorhaben dienen als Grundlage für weitere Projekte und werden mit den Mitgliedsunternehmen des Verbandes der Wohnungsgenossenschaften in Sachsen-Anhalt im Sinne eines Know-How Transfers geteilt. Als Wohnungsgenossenschaft wollen wir ein gemeinschaftlich netzdienstliches, klimafreundliches und nachhaltiges Verhalten der Mieterinnen und Mieter unserer Mehrparteienhäuser fördern. Unter Nutzung aktuell bereits vorhandener technischer Lösungen möchten wir die Komponenten für das intelligente Lade- und Energiemanagement gemeinsam mit unseren Partnern weiterentwickeln. Wir wollen dafür moderne, wasserstoffbasierte Blockheizkraftwerke sowie Solaranlagen zur dezentralen Stromerzeugung nutzen. Dabei beziehen wir die Bewohnerinnen und Bewohner von Beginn an mit ein und schaffen letztlich ein attraktives Angebot für das Laden ihrer Elektrofahrzeuge.
Was dem einzelnen nicht möglich ist, das vermögen viele“
Friedrich Wilhelm von Raiffeisen (1818-1888) zum Genossenschaftswesen
- Bereitstellung ausreichend dimensionierter Ladeinfrastruktur für kostengünstiges und netzdienliches Laden von Elektrofahrzeugen in Mehrfamilienhäusern
- Ermittlung der Akzeptanz bei Mieterinnen und Mietern gegenüber dem Themenkomplex Elektromobilität bei gleichzeitiger Integration sowie Angebot von Ladeinfrastruktur auf Mieterparkplätzen
- Bereitstellung von Batteriekapazitäten z.B. über die Elektrofahrzeuge der Mieterinnen und Mieter oder bauseits eingebrachte Batteriespeicher
- Entwicklung von Quartierskonzepten zur Integration zukünftiger Mieterparkplätze mit Lade-infrastruktur
- Identifikation wirtschaftlicher und energetische Beiträge zur Entlastung des örtlichen Netzes durch den gezielten Einsatz von Brennstoffzellen-BHKW und Solaranlagen zur Energieversorgung von Elektrofahrzeugen
- Sicherstellung der Netzstabilität durch den Einsatz intelligenter Ladeverfahren und Identifikation gesicherter Ladeleistungen an verschiedenen Netzanschlusspunkten zur Gewährleistung akzeptierter Ladedauern für den Nutzer
- Demonstration des Vorhabens durch die Ausstattung von Parkplätzen mit Ladeinfrastruktur
- Betrachtung der Wirtschaftlichkeit, Energieeffizienz, Netzbelastbarkeit und Identifikation der Rollenverteilung der Akteure
- Steigerung der Attraktivität des Wohnungsangebotes durch die Nutzung von selbsterzeugtem Strom und dadurch Verbesserung der Wettbewerbssituation
Die Stadtfelder Wohnungsgenossenschaft eG trat 1990 das Erbe mehrerer Arbeiterwohnungsbau-genossenschaften aus DDR-Zeiten an. Fast 5.000 Wohnungen (sowie diverse Gewerbeeinheiten und Garagen- und Stellplätze) in zwölf Stadtteilen machen Die Stadtfelder zu einem der bedeutendsten Anbieter von bezahlbaren, fairen Genossenschaftswohnungen im Magdeburger Stadtgebiet.
Das Leistungsspektrum umfasst vollsanierte und teilmodernisierte Mietwohnungen, Studenten- und WG-Wohnungen bis hin zu neu- und umgebauten alters- und behindertengerechten Wohnungen im angemessenen Preissegment. (Die Durchschnittsmiete betrug Ende letzten Jahres 4,96 €.) Als Genossenschaft sehen wir uns der Gemeinschaft verpflichtet, ständig unseren Service zu verbessern und den Wohnwert zu erhöhen – getreu unserem Slogan: Bezahlbar wohnen für alle Generationen.
Die Stadtfelder Wohnungsgenossenschaft eG (DSW)
Peter-Paul-Str. 32
39106 Magdeburg
info@diestadtfelder.de
www.diestadtfelder.de
Institut für Automation und Kommunikation e.V.
Werner-Heisenberg-Str. 1
39106 Magdeburg
info@ifak.eu
www.ifak.eu
Lademanagement unter Berücksichtigung von Stromnetzrestriktionen und Nutzerbedarfen
Im Teilprojekt beschäftigt sich das ifak im Wesentlichen mit der Schnittstelle zwischen dem Stromverteilnetz und dem Energiemanagementsystem, der Erfassung der Nutzerbedarfe und dem Management der Ladevorgänge. Über die Schnittstelle zwischen dem Stromverteilnetz und dem Energiemanagementsystem werden insbesondere vorübergehende Leistungsreduktionen mitgeteilt, die der Netzbetreiber zum Schutz seiner Betriebsmittel vornehmen musste. Entsprechend steht in dieser Zeit weniger Leistung zum Laden der Elektro-Pkw zur Verfügung. Über die Erfassung der Nutzerbedarfe (z. B. in 12 Stunden benötige ich mein Fahrzeug zu 80 % geladen) ist es möglich, die Ladevorgänge zu priorisieren und entsprechend nacheinander durchzuführen, so dass auch mit einer insgesamt vergleichsweise geringen zur Verfügung stehenden Ladeleistung mehrere Elektro-Pkw geladen werden können.
- Entwicklung der Schnittstelle zwischen Stromverteilnetz und Energiemanagementsystem
- Entwicklung von Eingabemöglichkeiten (Smartphone-App, Website) der Nutzerbedarfe
- Entwicklung des Lademanagements
Das 1991 aus der Universität heraus gegründete ifak – Institut für Automation und Kommunikation ist ein selbstständiges ingenieurwissenschaftliches Forschungsinstitut in der Landeshauptstadt von Sachsen-Anhalt. Es ist Mitglied der Deutschen Industrieforschungsgemeinschaft Konrad Zuse e.V. mit ihren deutschlandweit mehr als 75 Instituten. Seine Wirkungsstätte hat das ifak in der Denkfabrik im Wissenschaftshafen Magdeburg.
Das Institut betreibt angewandte Forschung in den Geschäftsfeldern IKT & Automation sowie Messtechnik & Leistungselektronik und hat bei den Anwendungen einen Fokus auf die Geschäftsfelder Wasser & Energie sowie Verkehr & Assistenz gelegt. Damit ist das ifak in mehreren Handlungsfeldern der Hightech-Strategie 2025 der Bundesregierung tätig. Jährlich bearbeiten die mehr als 50 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler eines interdisziplinären Teams Projekte mit einem Gesamtvolumen von ca. 6 Mio. €. Das Spektrum reicht dabei von Machbarkeitsstudien bis zu komplexen Entwicklungsprojekten und mehrjährigen auf Bundes- und EU-Ebene geförderten Forschungsvorhaben. Dem Querschnittscharakter der Informations- und Automatisierungstechnik entspricht es, dass die Auftraggeber des ifak neben der Elektrotechnik aus verschiedensten industriellen Branchen stammen.
E-Mobilität visualisieren, Energieflüsse optimieren, Teilhabe von Mietern ermöglichen
Elektromobilität droht zu einer Technologie für „Besserverdienende“ zu werden, da die Kosten für Ladeinfrastruktur in Mehrparteienhäusern erheblich höher liegen als die Kosten in Einfamilienhäusern. Abhilfe ist vor allem damit zu schaffen, dass die Anzahl an Ladepunkten aufgrund optimaler Nutzung reduziert werden kann. Hierfür ist eine optimale Abstimmung von Energieerzeugungsanlagen, Mietern und Ladeinfrastruktur entscheidend.
Im ersten Teil des Teilprojekts wird daher sowohl die Logik der Anforderungen durch die Mieter, die Restriktionen auf Basis der vorhandenen Infrastruktur, als auch die Steuerung in Zusammenarbeit mit den Konsortialpartnern entwickelt. Im zweiten Teil wird eine zentrale Anwendung entwickelt welches alle Informationen des Systems darstellt und welches darüber hinaus unteranderem dem Mieter ermöglicht Ladepräferenzen anzugeben. Der Mieter kann mit der Anwendung beispielsweise einstellen ob er nachhaltig, günstig oder sicher laden möchte. Die Einstellungen werden an das energetische System kommuniziert und umgesetzt.
- Ziel ist die Entwicklung einer Lösung für den Mieter von Mehrparteienhäusern und Vermieter unter Einbezug aller software- und hardwareseitigen Randbedingungen für das effiziente und nachhaltige Laden
Die GETEC mobility solutions GmbH (GMS) ist der verlässliche Partner für Ladeinfrastruktur. Als Teil der deutschlandweit aktiven Unternehmen der GETEC-Gruppe bietet das Unternehmen ein bundesweit einmaliges Leistungsportfolio von Mobilität bis hin zu komplexen energiewirtschaftlichen Lösungen. Die GMS versteht sich als kompetenter Systemdienstleister und unterstützt ihre Kunden von der Strategieentwicklung, über die Planung und Errichtung sowie beim Betrieb von Ladeinfrastruktur.
Als mittelständisches Unternehmen arbeitet die GMS zielorientiert und effektiv auf Augenhöhe. Aus langjähriger Erfahrung sind die Herausforderungen und Bedarfe der Kunden und Partner bekannt.
Mit einem deutschlandweiten Installationsnetzwerk wird die Umsetzung bundesweit flächendeckender Lösungen ermöglicht.
Als Systemdienstleister für Elektromobilität betreibt die GMS eigene Ladepunkte und übernimmt darüber hinaus den Betrieb weiterer Ladepunkte Dritter als Charge Point Operator (CPO) und E-Mobility Service Provider (EMP).
Als Referenzen können u.a. folgende Kunden angeführt werden:
Exklusiver Dienstleister für die Deutsche Wohnen SE „2.000 Ladepunkte für Quartiere der Deutsche Wohnen“
Taylan Tokan
info@getec-mobility.de
www.getec-mobility.de
Netze Magdeburg GmbH
Franckestraße 8
39104 Magdeburg
info@netze-magdeburg.de
www.netze-magdeburg.de
Wir sind ein Unternehmen, dessen Hauptaufgabe der Betrieb, Planung, Bau und Instandhaltung des Stromverteilungsnetzes ist. Unser Versorgungsgebiet umfasst dabei das Stadtgebiet Magdeburg.
Über unsere Stromverteilungsnetze versorgen wir unsere Kunden in den Netzebenen Niederspannung, Mittelspannung und Hochspannung (ab 01.01.2016) sowie in den entsprechenden Umspannebenen.
Als Netzgesellschaft übernehmen wir alle Leitungsaufgaben für den Betrieb der Verteilungsnetze in Magdeburg. In unserem Verantwortungsbereich liegt die Netzgestaltung und -entwicklung. Daraus leiten wir die Netzzugangs- und die Netzanschlussbedingungen ab, die das Netz für alle Nutzer zu jeder Zeit sicher und zuverlässig halten. Darüber hinaus sind wir für die Zählung, Messung und Bereitstellung der Verbrauchswerte, für das Management und für die Abrechnung der Netznutzung verantwortlich. Unsere Verteilungsnetze stehen allen Nutzern gleichermaßen zur Verfügung, unabhängig davon, mit welchem Stromlieferanten ein Vertrag geschlossen wurde.