Projekt "ENERGIE"

Wachtendonk: Überwachung des Niederspannungsstromnetzes.

Projekt

KREFELD, 25.02.2016 

Deutschland hat die Energiewende eingeleitet. Bis zum Jahr 2022 sollen alle deutschen Kernkraftwerke abgeschaltet werden und die Einspeisung von erneuerbaren Energien ins Stromnetz deutlich zunehmen. Es gilt, eine Reihe von Herausforderungen zu bewältigen. Speisten bisher nur wenige private Energieerzeuger Strom in die deutschen Netze, so steigt diese Zahl mittlerweile kontinuierlich an. Ob Solar-, Wind- oder Biomasseanlagen – immer mehr Stromkonsumenten werden auch zu Produzenten, so genannten Prosumenten. Hinzu kommt, dass erneuerbare Energien sehr volatil sind, denn nicht immer scheint die Sonne und nicht immer bläst der Wind. Intelligente Stromnetze sind daher notwendig, so genannte Smart Grids, um die Auslastung zu erfassen und zu managen.

 

Das ENERGIE-Projekt

Das  Bundesministerium für Wirtschaft und Energie hat die Initiative „Zukunftsfähige Stromnetze“ ins Leben gerufen. Das Energiekonzept der Bundesregierung legt ambitionierte Leitlinien für das zukünftige Energiesystem fest. Bis 2050 sollen die Erneuerbaren Energien 80 Prozent des Strombedarfs bereitstellen. Dieses Ziel ist nur durch einen Ausbau und eine Ertüchtigung der Stromnetze zu erreichen. Stromnetze müssen zukünftig eine aktivere Rolle bei der Energiebereitstellung übernehmen. Neue Anforderungen ergeben sich zum Beispiel daraus, dass die dezentrale Erzeugung und die Verbrauchsschwerpunkte geografisch sehr weit auseinander liegen können. Unter der Führung der SWK STADTWERKE KREFELD AG  hat sich im Rahmen dieser Initiative  ein Konsortium mit einem Projekt beworben, in dem gemeinsam nach Lösungen gesucht wird, um die Niederspannungsstromnetze lokal vor Ort weiter zu optimieren und auf die Zukunft auszurichten. Neben der SWK engagieren sich die Lovion GmbH, die Janitza electronics GmbH, die devolo AG sowie die Hochschule Düsseldorf und die Universität Duisburg Essen in diesem Projekt, das noch bis Ende 2016 läuft. Das gesamte Projektvolumen, welches die Partner gemeinsam aufwenden, beträgt rund 2,6 Mio. Euro; 1,5 Mio. Euro hiervon werden durch das Bundesministerium gefördert.

Den Projektpartnern geht es um die Erfassung der niederspannungsseitigen Netzzustandsgrößen in Echtzeiten oder kurz um „ENERGIE“. Die dezentrale und stark in der Leistung variierende Einspeisung durch lokale Erzeugungsanalagen fordert die Netze und ihre Betriebsführung. Die Netzzustandsgrößen aus dem Niederspannungsnetz haben heute schon einen hohen Stellenwert und werden künftig immer wichtiger als Grundlage für eine effiziente Planung von Versorgungsnetzen. Das Ergebnis des Forschungsprojektes soll nicht nur eine Teillösung, sondern am Ende ein ganzheitlich anwendbares System sein, das Lösungen von der Messung, über den Datentransport, bis hin zur Datenanalyse, der Datenarchivierung und der topographischen Abbildung im Geoinformationssystem liefert. Das in dem Projekt entwickelte Gesamtsystem, ist die Basis für die zukünftig immer wichtiger werdenden Steuerungs- und Regelungsaufgaben im Niederspannungsnetz.

 

Ein Netzgebiet mit vielen dezentralen Stromerzeugern

Als Forschungsgebiet wurde die Gemeinde Wachtendonk im Kreis Kleve ausgesucht, wo die SWK seit 2010 das Stromnetz betreibt. Eine ländliche Region mit einer hohen Zahl an dezentralen Einspeisungen aus Photovoltaik- und Windkraftanlagen. An neuralgischen Knotenpunkten des Stromnetzes sollen künftig Messdaten erfasst werden – beispielsweise in Kabelverteilerschränken oder in Ortsnetzstationen. Der Einbau der hierzu erforderlichen Technik in rund 40 Kabelverteilerschränken läuft seit Anfang 2016 und soll bis Ostern abgeschlossen sein. Die Daten werden gebündelt, an ein Rechenzentrum übermittelt und dort mit weiteren Bestandsdaten ergänzt. Anhand der Ergebnisse lässt sich dann nahezu in Echtzeit feststellen, ob die Elektrizitätsleitungen in einem bestimmten Bereich ausreichend dimensioniert sind, ob ein Ausbau des Netzes erforderlich ist oder ob noch genügend „Luft“ für weitere Haushalte/Abnehmer vorhanden ist.

Investitionen in das Stromnetz lassen sich somit belastbarer planen. Auch für die Gemeindeentwicklung kann man Rückschlüsse hieraus ziehen - etwa wenn es um den Bau und den Anschluss eines neuen Wohngebietes an ein bestehendes Versorgungsnetz geht. Mit einem solchen Gesamtsystem erhält der Netzbetreiber einen flächendeckenden Einblick in die Niederspannungsnetze, deren konkreter Auslastungsgrad bislang nur über statistische Größen und meist sehr aufwändig erfasst wurde. Kritische Netzzustände oder mögliche Reserven können künftig dokumentiert und zur effizienteren Planung herangezogen werden.


Die smarte Zukunft im Blick

Zusätzlich zu den Anforderungen durch dezentrale Einspeisungen ist zu erwarten, dass sich auch die Verbrauchsstruktur in Verteilnetzen deutlich verändern. Mit der ganzheitlichen Betrachtung des Netzzustandes erhält man zudem verlässliche Informationen, um für künftige Themen – wie der E-Mobilität – gerüstet zu sein. Denn auch der zunehmende und durch die Bundesregierung gewünschte Betrieb von Elektroautos sorgt für Belastungen im lokalen Stromnetz. Untersuchungen zeigen, dass ein Großteil der Bürgerinnen und Bürger ihre Elektroautos in den Abendstunden an das Netz anschließt bzw. anschließen würde, um die Akkus über Nacht aufzuladen. Eine solche Situation hat entsprechende Auswirkungen auf das Stromnetz, das die benötigte Menge an Energie dann transportieren muss. Mit Hilfe des Projektes „ENERGIE“ könnten solche Phänomene bereits im Vorfeld geplant und Komplikationen vermieden werden.

 

 

Kurzportraits der Konsortialpartner:

Die SWK STADTWERKE KREFELD AG ist ein kommunaler Multi-Dienstleister für Krefeld und die Region. Sie befindet sich zu 100 Prozent im Besitz der Stadt Krefeld. Die SWK ist in den fünf Geschäftsfeldern Energie, Wasser, Entsorgung, Verkehr und Dienstleistungen tätig ist. Für ihre Kunden ist sie der „Umsorger“. Die SWK bietet nicht nur Leistungen aus den zuvor genannten Geschäftsfeldern für die privaten Haushalte und Unternehmen in Krefeld und der Region Niederrhein aus einer Hand an, sondern ist auch in den Bereichen Energie und Entsorgung darüber hinaus bundesweit aktiv. Der Jahresumsatz des SWK-Konzerns liegt bei mehr als einer Mrd. Euro; damit ist die SWK das größte rein kommunale Stadtwerk in NRW. Die SWK NETZE GmbH ist Konsortialführer in dem Projekt und ist eine 100-prozentige Tochtergesellschaft der SWK STADTWERKE KREFELD AG.

 

Die Janitza electronics GmbH ist ein deutsches Unternehmen und seit 50 Jahren tätig auf dem Gebiet der Herstellung von Systemen für effizienten Stromeinsatz, Energiemessung und Kosteneinsparung. Als weltweit bekannter Hersteller von Netzüberwachungs- und Energiemanagementgeräten, digitalen Einbaumessgeräten, Blindleistungsreglern und Kompensationsanlagen steht das Unternehmen für höchste Qualitätsstandards und Innovationen. Die UMG-Messgeräte, GridVis®-Software und Komponenten vereinen 3 Lösungen – Energiedatenmanagement, Spannungsqualitäts-Monitoring und Fehlerstrommessung (RCM) – in einer gemeinsamen Systemumgebung. Produkte werden nach neuesten Erkenntnissen mit modernster Produktionstechnologie hergestellt. Qualitätsmanagement ist bei Janitza eine kontinuierliche, unternehmerische Führungsaufgabe. Ein umfassendes Know-how, eine kompetente Beratung und Konzepterstellung bis hin zur Inbetriebnahme maßgeschneiderter Lösungen erfüllen die Wünsche und Anforderungen der Kunden.

 

Die devolo AG ist ein mittelständischer Hersteller von Kommunikationslösungen mit Sitz in Aachen. Das inhabergeführte Unternehmen ist mit über 29 Mio. verkauften Powerline-Lösungen Marktführer im Segment der Powerline-Technologie. Diese Technik ermöglicht es, die Stromleitung zur Datenleitung zu machen und bietet so zahlreiche Vorteile für Energieversorger, Stadtwerke und Messstellenbetreiber: Hohe Übertragungsgeschwindigkeit, Datensicherheit, Stabilität und Kosteneffizienz sind die ideale Basis für maßgeschneiderte Lösungen, die höchste Anforderungen an Qualität und Leistung erfüllen.

 

Die Lovion GmbH hat sich auf die Entwicklung von IT-Lösungen für Netzbetreiber spezialisiert. Die Kunden kommen dabei im Wesentlichen aus den Bereichen Versorgung und Entsorgung sowie der Telekommunikation. Die Grundlage für die fachliche Umsetzung der Lösungen bilden gesetzliche Rahmenbedingungen wie das Energiewirtschaftsgesetz (EnWG), Regelungen der Bundesnetzagentur für Elektrizität, Gas und Telekommunikation (BNetzA) sowie Vorgaben der Verbände BDEW, VDE, DVGW, AGFW und DWA. Neben den fachlichen Grundlagen hat sich die Lovion GmbH auch der konsequenten Unterstützung gängiger IT-Standards verschrieben. Offenheit und Interoperabilität bilden wesentliche Entwicklungsschwerpunkte der Lovion Produkte. Schnittstellen zu gängigen GIS (z.B. Smallworld oder ESRI) und ERP-Systemen (z.B. SAP) wie die Nutzung von relationalen DBMS wie MS SQL Server oder ORACLE.

  

Die Hochschule Düsseldorf (HSD) ist eine moderne Bildungseinrichtung mitten in der Landeshauptstadt Nordrhein-Westfalens. Sie bietet ihren Studierenden innovative Studiengänge auf Bachelor- und Master-Niveau, eine an der beruflichen Praxis orientierte Lehre und Forschung mit engen Kontakten zu Wirtschaft und Industrie, eine moderne Ausstattung sowie ein freundliches und interkulturelles Lernumfeld. Der Fachbereich Elektrotechnik der Hochschule Düsseldorf zeichnet sich durch ein umfassendes Lehrangebot in den Bereichen Elektrischer Energietechnik, Automatisierungstechnik, Mikroelektronik sowie Kommunikations- und Informationstechnik aus. Er bietet seinen Studierenden eine wissenschaftlich fundierte und international anerkannte Ausbildung, die neben drei Vollzeit-Bachelorstudiengängen und einem Masterstudiengang auch die Möglichkeit eines dualen Studiums in Kooperation mit verschiedenen Unternehmen umfasst. Zahlreiche Forschungs- und Entwicklungsprojekte, die der Fachbereich zusammen mit der regionalen und überregionalen Industrie durchführt, bieten zudem die Möglichkeit, frühzeitig Praxiserfahrung zu sammeln.

Die noch junge Universität Duisburg-Essen, gegründet 2003, ist aus den ehemals eigenständigen Hochschulen Duisburg und Essen hervorgegangen. In den vielseitigen Einrichtungen und Fakultäten sind rund 41.000 Studierende eingeschrieben und ca. 4500 Beschäftigte angestellt. Der Fachbereich Energietransport und -speicherung ist eingebettet in die Abteilung Elektrotechnik und Informationstechnik innerhalb der Fakultät für Ingenieurwissenschaften und setzt sich thematisch vor allem mit der Hochspannungstechnik, der Elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV), Leistungselektronik und dem Einsatz von Informationstechnik in der elektrischen Energietechnik auseinander. Daneben unterstützt der Lehrstuhl einige KMU als Kooperationspartner in verschiedenen FuE-Projekten, wobei es um Powerline-Communication (PLC), moderne Messmittel für Energienetze, sowie die Kommunikation zwischen Ladeinfrastruktur und Elektrofahrzeugen (E-Mobility) geht. Neben den Forschungs- und Lehraktivitäten bietet der Fachbereich mit dem akkreditierten Hochspannungsprüflabor Prüfdienstleistungen an, wirkt sehr aktiv im Bereich des Technologietransfers mit und nimmt aktiv am Normungsprozess auf nationaler (DKE), europäischer (CENELEC, ETSI) und internationaler (IEC) Ebene teil.

 

 Ansprechpartner:

SWK STADTWERKE KREFELD AG
Dirk Höstermann
Stellv. Pressesprecher
St. Töniser Straße 124
47804 Krefeld
Tel.: 0 21 51 - 98 25 83
Fax: 0 21 51 - 98 21 57
dirk.hoestermann@swk.de

 

Janitza electronics GmbH
Stefanie Hollingshaus
Managerin Marketingkommunikation / Marketing
Vor dem Polstück 6
35633 Lahnau
Tel.: 0 64 41 - 9642 539
Fax: 0 64 41 - 96 42 30
stefanie.hollingshaus@janitza.de

 

devolo AG
Björn Buchgeister
Marketing Manager Smart Grid
Charlottenburger Allee 60
52068 Aachen
Tel.: 0241 - 182 79 517
Bjoern.Buchgeister@devolo.de

 

Lovion GmbH
Sascha Rommel
Geschäftsführer
Phoenixseestraße 6
44263 Dortmund
Tel.: 0231 - 22 22 62 26
Fax: 0231 - 22 22 62 00
sascha.rommel@lovion.de

                               

Hochschule Düsseldorf
Simone Fischer
Pressesprecherin
Universitätsstraße, Gebäude 23.31/32
40225 Düsseldorf
Tel.: 02 11 – 4351 8602
Fax: 02 11 – 81 15 049
simone.fischer@hs-duesseldorf.de

 

Universität Duisburg-Essen
Mike Trautmann
Bismarckstr. 81
47057 Duisburg
Tel.: 02 03 – 379 28 93
mike.trautmann@ets.uni-due.de

Sascha Grigo
Bismarckstr. 81
47057 Duisburg
Tel.: 02 03 – 379 33 71
sascha.grigo@ets.uni-due.de

 

 

Bildunterschriften: Die Projektleiter Herr Schild und Herr Burau präsentieren den Verteilerkasten aus dem Gemeinschaftsprojekt ENERGIE.
Bildquelle: SWK STADTWERKE KREFELD AG