Infoblätter

Die Zukunft beginnt im Harz
In den vergangenen vier Jahren wurden in der Regenerativen Modellregion Harz Technologien und Geschäftsmodelle für das Energiesystem der Zukunft entwickelt und im Landkreis Harz erprobt. Ziel des Projektes ist es, eine stabile, zuverlässige und verbrauchernahe Versorgung mit regenerativen Energien zu ermöglichen. Forschungsinstitute und Unternehmen aus den wesentlichen Sparten der Energiewirtschaft arbeiten bei dem Projekt zusammen. Die Broschüre stellt die wichtigsten Projektergebnisse vor. Der erste Teil enthält eine Kurzzusammenfassung des Projekts. Der zweite Teil besteht aus den Infoblättern, die im Rahmen von RegModHarz erstellt wurden.
RegModHarz-Infoblatt-Broschüre (PDF)


Fermentersimulation und Einsatzplanung: Flexible Biogasanlagen
Biogasanlagen stellen flexible Kapazitäten in der Stromversorgung dar und ergänzen sich damit gut mit der schwankenden Stromerzeugung aus Wind- und Solarenergie. Die Flexibilität wird seit dem 1. Januar 2012 im Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) gefördert. Im Rahmen dieser Förderung werden höhere Kapazitäten der Blockheizkraftwerke (BHKW) installiert, als dass sie zur unmittelbaren, kontinuierlichen Verstromung des Biogases benötigt werden.
 
Übertragbarkeit vom Landkreis Harz auf andere Regionen
Was im Harz funktioniert, ist für Regionen im ganzen Land ebenso möglich: Die Versorgung von Haushalten mit Strom aus erneuerbaren Energien, der regional erzeugt wird. Um die Erkenntnisse aus der Modellregion Harz deutschlandweit übertragen zu können, müssen charakteristische Merkmale der Regionen berücksichtigt werden.
 
Regional erzeugte Energie in der Region verbrauchen
Zuverlässige Stromversorgung: Ein ständiger Ausgleich zwischen Erzeugung
und Verbrauch. Um eine zuverlässige Versorgung der Stromkunden mit elektrischer Energie zu garantieren, muss in jeder Sekunde des Jahres ebenso viel Energie erzeugt wie auch verbraucht werden. Die Leistung der Erzeuger, also die erzeugte Energie pro Zeit, muss stets der Verbraucherleistung entsprechen. Starke Abweichungen in den Leistungen sind zu vermeiden, um eine hohe Versorgungssicherheit zu gewährleisten.
 
Netzsicherheitsmanagement - eine Notbremse im Netzbetrieb
Mit Hilfe von Simulationssoftware können die Betriebszustände des elektrischen Netzes nachvollzogen werden. Auf diesem Weg ist es möglich, Technologien, wie das Netzsicherheitsmanagement an einem Netzmodell zu testen und zu optimieren. Damit kann sowohl der Einfluss von Erzeugungsanlagen auf das elektrische Netz als auch die maximal einspeisbare Leistung zu einem gewünschten Zeitpunkt berechnet werden.
 
Stromhandel an der Börse
Seit dem 1. Januar 2012 regelt das novellierte EEG eine spezielle Form der Direktvermarktung, die sogenannte „Marktprämie“. Der Anlagenbetreiber verkauft seinen Strom an einen Händler, der mit Hilfe des Marktprämienmodells gesicherte Erlöse für den Betreiber erwirtschaftet. In der Modellregion wird seit dem 1. Mai 2012 der erzeugte Strom aus der Biogasanlage Zilly in Osterwieck über den Börsenmechanismus gehandelt.
 
100%-Stromversorgung aus Erneuerbaren Energien
Die Stromversorgung auf Grundlage erneuerbarer Energien ist das Ziel der Modellregion. Der Weg dorthin ist vielfältig – denn: Die Stromversorgung lässt sich mit unterschiedlichen Gesamtleistungen der Erzeugeranlagen, wie Wind- und Photovoltaikanlagen, vorstellen. Im Simulationsmodell werden deshalb verschiedene Szenarien erprobt.
 
Das Netz im Gleichgewicht
Regelleistung spielt eine wichtige Rolle, um Schwankungen der Netzfrequenz auszugleichen und so eine stabile Stromversorgung zu garantieren. Für die Energiewende ist es wichtig, dass sich auch die erneuerbaren Energien an der Bereitstellung von Regelleistung und anderen Systemdienstleistungen beteiligen können. In Unternehmen und Forschungsprojekten werden zurzeit die hierfür notwendigen Techniken und Methoden entwickelt.
 
Transparenz für die Modellregion
Auf der interaktiven Marktplattform haben die Feldtestteilnehmer der Modellregion alle wichtigen Informationen im Blick: Auf der Plattform werden beispielweise Daten des täglichen Stromverbrauchs oder der Anteil der erneuerbaren Energien an der Zusammensetzung des Stroms abgebildet. Die Verbraucher können sich täglich über den aktuellen Tarif und den des Folgetags informieren sowie ihr Verbrauchsverhalten anpassen.
 
Bürgerbeteiligung an Erneuerbare-Energie-Projekten
Die Erfahrung beim Ausbau der erneuerbaren Energien zeigt: Die Akzeptanz für die Energiewende vor der eigenen Haustüre ist dort am größten ist, wo die Bürger frühzeitig in die Planungsprozesse einbezogen werden. Erfolgversprechend ist eine zweifache Beteiligung: zum einen im behördlichen Planungsverfahren, zum anderen bei der unternehmerischen Umsetzung der Energieprojekte.
 
Feldtesthaushalte werden mit dem Bidirektionalen Energiemanagement Interface (BEMI) ausgestattet
Die Haushaltsfeldtests im RegModHarz-Projekt gehen in die zweite Runde: Durch den Haushaltsfeldtest soll erforscht werden, inwieweit die Stromnachfrage dem Stromangebot durch einen zeitdynamischen Stromtarif angepasst werden kann – möglichst automatisiert, um die Verbraucher nicht mit zusätzlichen Aufgaben zu belasten. Hierzu werden so genannte BEMIs (Bidirektionale Energiemanagement Interfaces) und fernschaltbare Steckdosen in den Feldtesthaushalten installiert.
 
Marktkonforme Stromerzeugung mit Biogas und Biomethan
Im Forschungsprojekt RegModHarz wird untersucht, welche Auswirkungen das neue Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG 2012) auf die Modellregion hat. Dabei kommt die eigens entwickelte Software „energyPRO“ zum Einsatz. Sie ermöglicht eine Simulation der Regelungen des EEG 2012 und berechnet die optimale Konfiguration von Energieanlagen in der Direktvermarktung.
 
Strom aus Sonne und Wind an der Strombörse EPEX
Das neue Erneuerbare-Energien-Gesetz soll die Öko-Stromerzeuger an den Markt heranführen. Als Anreiz erhält der EE-Betreiber eine Marktprämie als Ausgleich für den niedrigeren Erlös an der Strombörse EPEX gegenüber der EEG-Vergütung. Hinzu kommt eine Managementprämie für Aufwand und Risiko.
 
Die Zukunft im Modell
Im Modellprojekt wurden spezielle Leitszenarien entwickelt. Sie kommen bei der Simulation und Analyse von Geschäftsmodellen, zur Optimierung der Anlagenbetriebsführung und in Hinblick auf Energieeffizienz sowie Stromnetzverträglichkeit zum Einsatz. Die Leitszenarien unterscheiden sich vor allem hinsichtlich der installierten Anlagenleistung für Wind und Photovoltaik.
 
Die Leitwarte: Das Gesicht des virtuellen Kraftwerks
Ein Großteil der Anlagen erneuerbarer Stromerzeuger wird im Projekt RegModHarz über das Internet mithilfe spezieller Hardware zu einem sogenannten virtuellen Kraftwerk zusammengeschlossen. In der Leitwarte laufen alle wichtigen Informationen des virtuellen Kraftwerks zusammen: Sie fungiert als Schaltstelle für Verwaltungs- und Steuerungsaktionen.
 
Ansprechpunkte in der Region für Bürger und Verwaltung
Was hat es mit dem Projekt RegModHarz auf sich? Wie kann ich mich daran beteiligen? Wie sind die Stromtarife auf Basis der erneuerbaren Energien? Antworten auf Fragen rund um die Modellregion erhalten interessierte Bürger in den Beratungszentren in Osterwieck und Dardesheim und den regionalen Beratungsbüros.
 
Wie viel regenerative Erzeugung verträgt das Harz-Netz?
Im Modellprojekt RegModHarz sind alle Erzeugungsanlagen hinsichtlich günstiger Wetterbedingungen positioniert - und nicht unbedingt dort, wo sich die Verbraucherzentren befinden. Der Leistungsüberschuss muss demnach verteilt werden. Dadurch entstehen Lastflüsse, die die Komponenten des Netzes zusätzlich belasten können.
 
Beteiligung von Bürgerinnen und Bürgern im Land
Wie kann die Bevölkerung am Ausbau erneuerbarer Energien mit einem geplanten Anteil von 50% an der Stromversorgung im Jahr 2030 beteiligt werden? Dieser Frage geht die Forschungsgruppe Umweltpsychologie in ihrem Projekt nach. Gefördert wird das Projekt vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU).
 
Versorgungsqualität im Landkreis Harz
Ob Kühlschrank, Waschmaschine, Fernseher oder Computer: Kein elektrisch betriebenes Gerät funktioniert ohne die elektrische Spannung. Eine wesentliche Frage im Projekt ist es, wie dezentrale Energieerzeugungsanlagen zu einer hohen Spannungsqualität und Versorgungssicherheit beitragen können.
 
Optimaler Einsatz von erneuerbaren Energieanlagen
Im Rahmen des Projektes „Regenerative Modellregion Harz” (RegModHarz) soll ein sogenanntes Virtuelles Kraftwerk (VK) aufgebaut werden. Dabei werden verschiedene räumlich verteilte Anlagen in einer Leitwarte zusammengeschaltet und zentral gesteuert, um das Zusammenspiel der erneuerbaren Energien zu ermöglichen.
 
Elektrofahrzeuge in RegModHarz – Speicher für elektrischen Strom
Elektrofahrzeuge sind nicht nur umweltfreundliche Verkehrsmittel. Die Energiespeicher dieser Fahrzeuge eröffnen künftig die Möglichkeit, überschüssige Energie zu speichern und bei Bedarf auch wieder ins virtuelle Kraftwerk abzugeben – und damit nicht zuletzt die Integration der erneuerbaren Energien ins elektrische Netz zu ermöglichen.
 
Erste Installation von Phasor Measurement Units im Verteilungsnetz des virtuellen Kraftwerks
Bis etwa Ende des vergangenen Jahrtausends gab es in elektrischen Netzen nur eine Transportrichtung – von zentraler Erzeugung zum Verbraucher hin. Mit stetig steigendem Anteil an regenerativer Erzeugung entstehen unterschiedliche Lastflussrichtungen. PMU (Phasor Measurement Units) erfassen sehr genau verschiedene Netzparameter wie Strom, Spannung und Frequenz und können durch ihre GPS-Synchronisation den aktuellen Zustand des elektrischen Netzes feststellen.
 
energyPRO: Die erneuerbare Zukunft wird berechenbar
Die Simulation und Analyse von konkreten Szenarien für virtuelle Kraftwerke stellt eine wichtige Grundlage dar, um diskutierte Marktmodelle bewerten und vergleichen zu können. Dafür wurde im Forschungsprojekt RegModHarz die flexible Software energyPRO weiterentwickelt.
 
Stromerzeugung und -verbrauch im Landkreis Harz
Wie kann die Stromversorgung mit einem hohen Anteil erneuerbarer Energien umgesetzt werden? Das wird im Forschungsprojekt RegModHarz modellhaft am Beispiel des Landkreises Harz gezeigt. Ein erster Schritt stellte die Bestandsaufnahme von Stromerzeugung und -verbrauch im Landkreis dar.
 
Intelligente Stromzähler für 46 Haushalte
46 Haushalte aus dem Landkreis Harz wurden mit neuen elektronischen Zählern ausgestattet. Damit wird erfasst, wie viel und wann der Strom verbraucht wurde. So können last- und zeitvariable Stromtarife angeboten werden.
 
PowerBridge: Das Tor zum regenerativen Energiesystem
Das erneuerbare Energiesystem der Zukunft ist geprägt von einer Vielfalt verschiedener Erzeugungsanlagen, die alle unter einen Hut gebracht und kooperativ betrieben werden müssen. Doch wie könnte solch eine Schnittstelle aussehen?
 
Harzer Bevölkerung sagt Ja zu erneuerbaren Energien
Im Herbst 2009 führte das Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES eine Haushaltsbefragung durch, wie die Bevölkerung zu erneuerbaren Energien, zur Elektromobilität und zu Fragen des Lastmanagements stehe – das Ergebnis stärkt den Erneuerbaren den Rücken.
 
Kostengünstig Wäsche waschen bei Sturm
Gegenüber bisherigen Stromtarifen, bei denen der Strom jederzeit gleich viel kostet, wird in der Modellregion ein zeitvariabler Tarif erprobt. Dabei ist der Strom immer dann preiswert, wenn das Stromangebot aus Wind- und Sonnenenergie im Verhältnis zum Stromverbrauch hoch ist.
 
Landkreis Harz kann erneuerbaren Strom exportieren
Schon jetzt weist die Modellregion Harz mit seinem hohen Anteil regenerativ erzeugten Stroms eine gute Bilanz auf – doch das Potenzial ist noch weitaus größer: Die Region könnte sogar zum Netto-Exporteur von erneuerbarem Strom werden.