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01-02 | 2019

Special E-world energy &

Special E-world energy & water EEBus Initiative Halle 5 / Stand 507 Einheitliche Sprache macht Energienetze stabil Das Haus als flexibler Verbraucher: Das Energie- Management-Systems (EMS) sammelt den Energie - bedarf und die Flexibilität der Auto-Ladestation, Wärmepumpe, von Hausgeräten und anderen Großverbrauchern und stellt diese dem Verteilnetz zur Verfügung. Bild: VDA NETZMANAGEMENT | Neue Stromverbraucher wie Elektroautos und Wärmepumpen beanspruchen zusätzliche Kapazitäten im Stromnetz. Durch einheitliche Kommunikations- und Regelungstechnik kann dies ohne den ganz großen Netzausbau funktionieren. Auf der E-World 2019 präsentieren die EEBus Initiative e. V. und mehrere Mitgliedsfirmen Lösungen für die Netzintegration und ein übergreifend vernetztes Energiemanagement. Angesichts der Energie- und Verkehrswende stehen die Stromnetze vor großen Herausforderungen. Neben den bisherigen Verbrauchern müssen sie künftig neue elektrische Anlagen wie etwa Heizungen und Ladepunkte für Elektroautos versorgen. Für E-Autos kommt die Tankstelle buchstäblich nach Hause: Nach bisherigen Marktuntersuchungen werden sie überwiegend zu Hause oder am Arbeitsplatz geladen. Auch die Heiztechnik orientiert sich um – weg von fossilen Brennstoffen, hin zu erneuerbar erzeugtem Strom. Perspektivisch dürften auch synthetische Brennstoffe aus Power-to-Gas oder -Liquid-Anlagen eine Rolle spielen. Doch auch sie entstehen aus Sonnen- und Windstrom. Vernetzung von Erzeugern und Verbrauchern im Fokus Das hat Folgen für die Stromversorgung: Eine Studie der Energy Watch Group, die am Rande der Klimakonferenz im Dezember 2018 in Kattowitz veröffentlicht wurde, rechnet bis 2050 mit einem vier bis fünf Mal so hohen Strombedarf wie 2015, der dann vollständig aus regenerativen Quellen stammt. 94 % davon stammen dann aus Wind- und Sonnenenergie, die aber bekanntermaßen nicht konstant, sondern volatil verfügbar ist. Diese Entwicklungen sind längst keine Zukunftsmusik mehr. Die Elektromobilität dürfte 2019 dank vieler neuer Modelle und einer wachsenden Nachfrage einen Schub erleben. Das Wachstum von Wärmepumpen am Heizungsmarkt ist seit Jahren ungebrochen. Unter diesen Prämissen rückt die Netzintegration der neuen Stromverbraucher unübersehbar ins Blickfeld. Eine hersteller- und branchenübergreifende Vernetzung von Energieangebot und -nachfrage spielt bei diesem Integrationsprozess eine wichtige Rolle. Dafür steht der offene EEBus-Kommunikationsstandard. Die EEBus Initiative entwickelt mit ihren über 70 Mitgliedsfirmen herstellerneutrale Kommunikationsspezifikationen, mit denen etwa Heizungsanlagen, Hausgeräte und E-Auto-Ladestationen ihren Strombedarf mithilfe eines Energie-Management-Systems (EMS) abstimmen und optimieren können. EEBus gilt nicht umsonst als die „Weltsprache für Energie im Internet of Things“: Die netzwerkbasierte Kommunikation funktioniert hersteller- und systemunabhängig – vergleichbar mit der Plug-and-Play- Kommunikation per Bluetooth zwischen Computern, Smartphones und Peripheriegeräten. Einen umfassenden Überblick aller Anwendungsfälle der EEBus-Kommunikation vermittelt der Verein auf dem Stand des Branchenverbandes ZVEI. EEBus-Mitglieder zeigen Integration flexibler Verbraucher Daneben präsentieren viele Mitglieds - firmen ihre eigenen Lösungen auf Basis der EEBus-Kommunikation. Im Fokus steht vor allem die Netzintegration der Elektromobilität und elektrischer Heizungen in die lokale Stromversorgung. Dabei spielen verschiedene technische Rahmenbedingungen eine Rolle, etwa künftige, variable Netzvorgaben zur maximalen Anschlussleistung. Diese werden wesentlich kleiner sein und obendrein je nach Angebot variieren. EEBus bietet für 20 BWK Bd. 71 (2019) Nr. 1/2

E-world energy & water Special © VDI Fachmedien GmbH & Co. KG, Düsseldorf 2019 Bild: EEBus Initiative Bild: Theben Am funktionsfähigen Modell zeigt EEBus-Geschäftsführer Josef Baumeister (links), wie die verschiedenen flexiblen Verbraucher im Gebäude per EMS mit dem Netz kommunizieren. diese Anforderungen eine standardisierte und herstellerunabhängige Schnittstelle, die in nahezu jedes vernetzte Gerät und jede übergreifende Plattform einfach integriert werden kann. Der Rollout intelligenter Messsysteme (iMSys) stellt die Weichen für die Kommunikation zwischen Verbrauchern und dem Stromnetz. Flexibel steuerbare Systeme wie elektrische Heizsysteme oder Elektroautos lassen sich künftig auch über diese sichere Schnittstelle netzdienlich einsetzen. Zum Beispiel für verteiltes Laden: Abends, wenn viele Menschen zur gleichen Zeit das Auto an ihre Wallboxen anschließen, werden nicht alle Fahrzeuge sofort mit voller Leistung geladen. So verkraftet das lokale Stromnetz das Wachstum der Elektromobilität auch ohne massiven Kapazitätsausbau. Die dazu notwendigen Signale werden vom Netz über das iMSys dem Gebäude übermittelt. Das iMSys wird somit zum Sprachrohr zwischen Netz und dem Energiemanagement im Gebäude. EMS verbindet alle Systeme elektrisch und kommunikativ Damit solche Anwendungen Realität werden, müssen sich EMS im Haus mit dem Stromnetz „absprechen“ und die Ladeleistung über die Nacht verteilen. In der Technikzentrale des Hauses laufen laut EEBus-Vorstandsmitglied Johannes Hauck von der Hager Group künftig die verschiedenen Stränge zusammen: Die Systeme werden hier elektrisch wie auch kommunikativ verbunden. Für den netzdienlichem Einsatz großer Verbraucher und Erzeugungsanlagen ist dabei entscheidend, dass diese „wissen“, wann überschüssiger Strom verfügbar ist, wann der Verbrauch für die Netzstabilität gedrosselt werden oder eigene Stromreserven netzdienlich eingespeist werden sollen. EEBus bietet eine sichere und offene Schnittstelle zwischen EMS, iMSys und Smart Grid, die Hersteller wie die Theben AG (Halle 2, Stand 516) nutzen. „Als Entwickler und Hersteller des Smart Meter Gateways Conexa 3.0 sehen wir in den EEBus-Anwendungen einen großen Mehrwert für die Verbindung einzelner Einheiten mit dem Smart Grid“, betont Ruwen Konzelmann, Leiter Smart Energy bei Theben. „2019 bringen wir ein Mehrwert-Modul für die EEBus-Kommunikation auf den Markt, mit dem sich flexible Speicher- oder Lastkapazitäten aus dem Haus im Smart Grid darstellen lassen.“ Über ein iMSys mit EEBus-Kommunikationsmodul können flexible Verbraucher im Haus ins Verteilnetz eingebunden werden, um die Netzstabilität zu optimieren. EMS in Steuerungsprozesse des Netzbetreibers einbeziehen Die standardisierte Kommunikation zwischen EMS und etwa einer Wärmepumpe, einer Ladestation und der Photovoltaikanlage macht es möglich, dass der Energiemanager die Verbrauchs- oder Erzeugungskapazitäten eines Gebäudes gesammelt im Verteilnetz zur Verfügung stellen kann. So erscheint das Gebäude – oder eine Gruppe miteinander vernetzter Wohneinheiten – im Netz als Einheit mit einem gewissen Maß an Flexibilität. Dies erleichtert vor allem Verteilnetzbetreibern die Anpassung ihrer Netze an die neuen Verbraucher. Georg Kerber, Leiter Assetmanagement Mittel- und Niederspannung der LEW Verteilnetz GmbH, erklärt: „Mit dem Wachstum der Elektromobilität und anderer elektrischer Systeme in Gebäuden sowie deren Automatisierung steigt die Komplexität und die Zahl der technischen Schnittstellen. Es wird daher immer wichtiger, auch EMS auf der Niederspannungsebene in die Steuerungsprozesse des Netzbetreibers einzubeziehen. Dabei nimmt das EMS im Netzsicherheitsmanagementprozess etwa Leistungsgrenzwerte oder -fahrpläne des Netzbetreibers entgegen und kann so am Netzanschlusspunkt die von ihm gesteuerten, flexiblen Anwendungen wie Wärmepumpen, Batteriespeicher und Ladeeinrichtungen netzdienlich nachführen.“ Alle energierelevanten Branchen setzen auf EEBus Neben der Hausgeräte-, der Heizungsund der Elektrobranche setzt auch die Automobilbranche auf EEBus – um die Ladung von Elektroautos netzdienlich zu koordinieren. Dr. Gunnar Bärwaldt, Portfoliomanager Energy Services bei Volkswagen und Leiter des VDA-Arbeitskreises Netzintegration, erklärt: „Der VDA steht hinter dieser Architektur. Vom Fahrzeug zum Ladepunkt nutzen wir den Kommunikationsstandard ISO 15118. Innerhalb des Gebäudes, also von den unterschiedlichen Energieverbrauchern über das EMS bis hin zum intelligenten Messsystem, sehen wir EEBus als standardisierte Kommunikationsschnittstelle. Der Ladevorgang kann so im Haus mit anderen Verbrauchern koordiniert werden, während das Gebäude als Ganzes seine Flexibilität mit dem Netz kommuniziert“. Im nächsten Schritt ließe sich das Stromnetz als eine Art Marktplatz darstellen, mit je nach Tageszeit oder verfügbarer Kapazitäten günstigen oder weniger günstigen Verbrauchs- und Abnahmepreisen. Elektroautos und andere flexible Verbraucher könnten dann zusammen mit einem EMS und dem iMSys nicht nur das Stromnetz entlasten, sondern ihren Besitzern bares Geld sparen. So könnten sich Elektroautos von der Bedrohung für überlastete Verteilnetze zum Problem - löser in der Energiewende wandeln. i www.eebus.org BWK Bd. 71 (2019) Nr. 1/2 21

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