Feldbacher Batteriespeichersystem zur Steigerung des lokalen Eigenverbrauchs erneuerbarer Energie (FeldBATT)

Das Ziel des Projektes FeldBatt ist die Entwicklung eines Konzeptes für den Betrieb eines Quartierbatteriespeichers im urbanen Umfeld Feldbachs, der für die Steigerung der Eigenverbrauchsrate lokaler Erneuerbarer Erzeugung (PV und Kleinwasserkraft) von Gebäuden, die über eine Direktleitung an den Speicher angeschlossen sind eingesetzt werden soll. Dafür sollen Geschäftsmodelle für die Eigenverbrauchssteigerung aber auch darüberhinausgehende Einsatzbereiche (Regelenergiebereitstellung, Notstromversorgung, etc.) des Speichers ermittelt, modelliert und simuliert werden. Die Entwicklung der notwendigen Regelalgorithmen für den Betrieb des Speichers gemäß der Geschäftsmodelle, sowie deren Implementierung ist ebenfalls Teil des Projektes. Das so entwickelte Konzept soll im Rahmen einer Demonstrationsanlage realisiert und über einen längeren Zeitraum demonstriert, überwacht und analysiert werden.

Erklärvideo zum Projekt

Ausgangssituation

Der Wandel der Energiewirtschaft zu einem steigenden Anteil erneuerbarer und vor allem auch dezentraler Energieversorgung führt zunehmend zu Herausforderungen entlang der gesamten Versorgungskette der Stromversorgung: (1) Höher belastete Übertragungsnetze, (2) Herausforderung hinsichtlich der Spannungsqualität in Verteilnetzen, (3) Volatilität der erneuerbaren Erzeugung bei deren Vermarktung und (4) Notwendigkeit der Optimierung des Eigenverbrauchs bei dezentralen Anlagen. Zur Bewältigung dieser Herausforderungen rücken Flexibilitäten, allen voran Batteriespeichersysteme, zunehmend in den Fokus. Diese sind jedoch ausgesprochen kapitalintensiv, weshalb eine Wirtschaftlichkeit lediglich bei optimaler Nutzung der Speicher erreicht werden kann, d.h. wenn mehrere Einsatzgebiete bedient werden.

Ziele & Ergebnisse

Die Projektziele lassen sich wie folgt zusammenfassen: - Erhöhung des Eigenverbrauchsanteils der lokalen erneuerbaren Erzeugung auf 100 % - Sicherstellung der Wirtschaftlichkeit des Batteriespeichers mittels Definition zusätzlicher Einsatzbereiche - Sicherstellung der Versorgung kritischer Infrastruktur durch Speicher, Direktleitungen und erneuerbare Erzeugung für 1-3 Tage - Entwicklung von Regelalgorithmen für die Optimierung des Speichereinsatzes in den unterschiedlichen Einsatzbereichen - Errichtung eines Demonstrators und Erprobung der entwickelten Geschäftsmodelle und Regelalgorithmen. Problematisch bei Quartierspeicherlösungen ist, dass für die Übertragung eingespeicherter und entnommener Energie Netzgebühren anfallen. Um hier für einen wirtschaftlichen Betrieb zu sorgen, werden für den Stromtransport zwischen Prosumern und Speicher Direktleitungen vorgesehen. Außerdem ist ein Direktleitungssystem die Grundlage für ein Inselnetz zur Notstromversorgung. Aufgrund der rechtlichen und technischen Komplexität, der durchgeführten Lastprofilanalysen und der örtlichen Gegebenheiten mussten das Projektgebiet und die Anzahl der Prosumer eingeschränkt werden. Die optimale Größe des Speichers wird mittels Simulationsrechnungen ermittelt und ist nach derzeitigem Stand rund 200 kW Leistung und 450 kWh Kapazität. Durch die Entwicklung einer multimodalen Bewirtschaftungsstrategie für die Nutzung lokaler, erneuerbarer Energieträger und den Aufbau des Direktleitungssystems soll für alle Beteiligten eine Wirtschaftlichkeit erreicht werden. Im Jahr 2021 soll das Konzept im Rahmen einer Demonstrationsanlage im ausgewählten Projektgebiet realisiert und auf Basis der entwickelten Geschäftsmodelle über einen längeren Zeitraum unter Real-Life-Bedingungen demonstriert, überwacht und analysiert werden.

Innovation

Der innovative Charakter des Projektes zeichnet sich anhand der nachfolgenden Punkte ab: (1) Es wird eine multimodale Bewirtschaftungsstrategie für die Nutzung lokaler, erneuerbarer Energieträger entwickelt, die auf den Verbund aus Speicher, Direktleitungen und Prosumern aufbaut. (2) Die Beteiligten Prosumer erreichen eine Eigenverbrauchsquote von 100 % aus der Erzeugung von Kleinwasserkraft und PV. (3) Es werden Direktleitungen zur Minimierung der Kosten und Maximierung der Wirtschaftlichkeit eingesetzt. (4) Das Konzept berücksichtigt die Eventualität einer notwendigen Notstromversorgung von kritischer Infrastruktur. Aus dem Projekt werden Erkenntnisse über den Betrieb eines Quartierspeichers im urbanen Umfeld, ein Konzept für die Notstromversorgung sowie innovative Betriebsstrategien und Geschäftsmodelle für zentrale Batteriespeichersysteme resultieren.

Forschungsergebnisse in die Praxis überleiten

Ein für alle Beteiligten wirtschaftliches Geschäftsmodell implementieren. Optimierung des Eigenverbrauchs durch das entwickelte Regelungs- und Steuerungskonzept. Verhalten des Inselnetzes im Blackoutfall (Schutzkonzept).

Stadt als Testbed nutzen

Betrieb eines Inselnetzes, welches im Normalbetrieb jedoch an das öffentliche Netz angebunden ist. Einbindung der ansässigen Unternehmen als mögliche Prosumer.

Kommunalen Mehrwert erzeugen

Erhöhung des Eigenverbrauchsanteils von lokal erzeugter erneuerbarer Energie aus PV und Kleinwasserkraft. Versorgung des Freizeitzentrum als Anlaufstelle für die Bevölkerung im Blackout-Fall mit einem theoretisch zeitlich unbegrenzt funktionierendem System.

Summary

For the project FeldBatt a single battery storage system for several prosumers is considered, with one major service being the provision of the means to maximise the local own energy consumption of PV and small hydropower generation. The problem regarding the use of one single storage capacity for that specific task, is the necessity to pay grid tariffs for the energy stored into and taken from the battery. To ensure economic feasibility, the transport of electrical energy between prosumers and battery needs to be done via direct lines. The project FeldBatt will focus on the following goals: - Increase of own consumption of local renewable generation up to 100 % - Reduction of electricity costs for the involved prosumers of at least 10 % - Ensure economic feasibility of the battery storage by the definition of additional services - Ensure the supply of critical infrastructure for 1-3 days by using the storage capacities, direct lines and renewable energy generators. - Development of control algorithms for the optimisation of the storage deployment with regards to the different services provided. - Installation of a demonstrator to test the developed business models and control algorithms under real-life conditions.

Zuletzt aktualisiert am 10/13/2020

Projektdaten – Umsetzungsprojekt im 9. Call

Projektstart: 01.04.2018
Projektende: 31.03.2022
Genehmigte Förderung: € 471.820
Genehmigte Projektgesamtkosten: € 959.740

Konsortium

LEA GmbH (Konsortialführer)
Stadtgemeinde Feldbach
Energie Steiermark Technik GmbH
Energienetze Steiermark
4ward Energy Research GmbH
AIT Austrian Institute of Technology GmbH
Sprecher Automation GmbH
SEPH GmbH

Projektergebnisse

Ansprechpersonen

Projektleitung DI (FH) Anna Kranz LEA GmbH +43 (0) 3152 8575 - 508 E-Mail
Programm-Management Klima- und Energiefonds Mag. Heinz Buschmann, MSc +43 (0)1 585 03 90 E-Mail