SMART OPERATOR das INTELLIGENTE NETz dEr zukuNfT ... - Lew

Lechwerke AG
Projekt Smart Operator
Schaezlerstraße 3
86150 Augsburg
T 0800 539 638 4 (kostenfrei)
I www.lew.de
E smartoperator@lew.de
SMART OPERATOR
das INTELLIGENTE NETz dEr zukuNfT
IN dEr sIEdLuNG WErTaCHau

Ulm
EIN bausTEIN für dIE ENErGIEWENdE:
dIE INTELLIGENTE NETzsTEuEruNG vor orT.
Iller
Günz
Memmingen
Günzburg
Krumbach
Donau
Augsburg
Testregion
Wertachau
Oberbayern
Schwabmünchen
Landsberg
Schongau
Donauwörth
Lech
Wertach
Das Pilotprojekt „Smart Operator“ in der
Siedlung Wertachau führen die die Lechwerke
in Kooperation mit mit der Stadt Schwabmünchen
und und der RWE Deutschland AG durch.
RWE erprobt erprobt in weiteren Projekten intelligente
Stromnetze: In den rheinlandpfälzischen
Regionen Rhein-Hunsrück und Trier-Saarburg
Trier-Saarburg
werden „Smart Operator“-Projekte starten,
in der der Region Bitburg-Prüm läuft bereits das das
Modell „Smart Country“.
Die Energiewende gibt uns ehrgeizige Ziele vor.
Auf dem Weg dorthin sind wir schon ein gutes Stück
vorangekommen. In unserer Region sind viele neue
Fotovoltaik-Anlagen auf Hausdächern und freien Flächen
installiert worden. Um die Ziele der Energiewende zu
erreichen, müssen in den kommenden Jahren noch zehntausende
Anlagen dazukommen. Die Herausforderung
dabei: Die Stromerzeugung aus Sonnen-, aber
auch Windkraft kann wetterbedingt stark schwanken.
Damit alle Haushalte in unserer Region auch in Zukunft
gewohnt zuverlässig mit Strom versorgt werden, müssen
wir deshalb an neuen Technologien arbeiten, die uns
helfen, diese Schwankungen auszugleichen.
Eine zentrale Rolle spielt dabei das intelligente
Stromnetz. Es hält über verschiedene Bausteine
selbstständig die Erzeugung und den Verbrauch
in einem Stromnetz im Einklang.
Einen ersten Schritt in diese Richtung möchten wir
mit dem Pilotprojekt „Smart Operator“ in der Siedlung
Wertachau unternehmen. Die Stadt Schwabmünchen
und die RWE Deutschland AG sind dabei unsere Partner.
Bei der Umsetzung des Projekts „Smart Operator“
sind wir aber auch auf die Bereitschaft der Bürger zur
Teilnahme angewiesen.
Gemeinsam mit ihnen wollen wir einen Schritt in
Richtung Energieversorgung der Zukunft gehen.
Dr. Markus Litpher
vorWorT 3
Dr. Markus Litpher
Vorstandsmitglied
der Lechwerke AG

4 INTELLIGENTE NETzE
INTELLIGENTE NETzE für dIE EffIzIENTE
NuTzuNG ErNEuErbarEr ENErGIEN.
Intelligente Stromnetze werden in Zukunft Erzeugung und
Verbrauch in einem Stromnetz selbstständig im Gleichgewicht
halten. So kann die Energie aus Quellen wie Wind und Sonne
bestmöglich genutzt werden. Und die Stromversorgung
bleibt sicher.
Neue Anforderungen an die Stromnetze
Bis 2021 sollen in Bayern 50 Prozent des Stroms aus erneuerbaren Energien erzeugt
werden. In den letzten Jahren sind zu den bestehenden Wasserkraftwerken mehr als
50.000 Anlagen im LEW-Netz neu hinzugekommen, die Strom aus Biomasse oder
Sonnenenergie in die Netze einspeisen. Viele weitere zehntausend Anlagen werden
noch hinzukommen. Dafür bauen die Lechwerke bereits heute die Netze aus, welche
die erzeugte Energie aufnehmen. Doch um die schwankende Stromerzeugung aus
Sonnenenergie und Windkraft auszugleichen, muss das Stromnetz mit zusätzlichen
Energiespeichern und Kommunikationsmitteln ausgerüstet werden.
Das Ziel: das intelligente, „smarte“ Stromnetz.
Sichere Stromversorgung, hoher Anteil der Erneuerbaren
In einem intelligenten Stromnetz sorgen Steuerungselemente
selbstständig für einen Ausgleich zwischen dem Einspeisen
und der Entnahme des Stroms. Zum Beispiel, indem Energie
in zusätzliche Speicher geleitet und bei Bedarf dort wieder
entnommen wird. Das intelligente Netz signalisiert Haushaltsgeräten
oder einem Heizsystem, wenn besonders viel Strom
aus Sonnenenergie eingespeist wird.
Intelligente Netze bilden einen wesentlichen Baustein
für die künftige Energieversorgung:
> Intelligente Bausteine überwachen den Zustand des
Stromnetzes und halten Erzeugung und Verbrauch
im Gleichgewicht.
> Die größtmögliche Menge an Strom aus erneuerbaren
Energien wird eingespeist.
> Energiespeicher und variabel einsetzbare Stromver-
braucher dienen als Puffer.
> Eine sichere und zuverlässige Stromversorgung
bleibt gewährleistet.
Das Netz der Zukunft sorgt intelligent für eine optimale
Nutzung des Stroms aus erneuerbaren Energien und
eine sichere Stromversorgung.
INTELLIGENTE NETzE 5
Das Netz der Zukunft sorgt
intelligent für das Einspeisen
des Stroms aus erneuerbaren
Energien und einen
Ausgleich der Netzlasten.

6 sMarT opEraTor
dEr sMarT opEraTor: das GEHIrN
dEs INTELLIGENTEN sTroMNETzEs.
Im Zentrum des intelligenten Stromnetzes arbeitet der Smart
Operator. Er ist über Datenleitungen mit Stromerzeugern,
Verbrauchern und Speichern im Stromnetz verbunden. So erfasst
er Einspeisungen, Lasten, Aufnahmefähigkeit sowie Speichermöglichkeiten
im Stromnetz, stimmt diese Faktoren aufeinander
ab und bringt sie in Einklang.
Die Bestandteile des Netzes kommunizieren über das Glasfasernetz miteinander
In einem intelligenten Stromnetz sind die Verbraucher und Energiespeicher in
den Haushalten wie zum Beispiel Waschmaschine oder Wärmepumpe mit anderen
Komponenten im Stromnetz verbunden. Ihr Bedarf wird mit den Einspeiseleistungen
der Stromerzeuger wie Fotovoltaikanlagen in Einklang gebracht.
Das passiert zu Hause
Ein so genannter Home Energy Controller (HEC) ist mit elektrischen Komponenten
und Geräten im Haus verbunden. Er kennt deren Anforderungen genau und kann
sie nach Bedarf und Anforderungen des Kunden steuern. Der HEC registriert
zum Beispiel, ob gerade ein Elektroauto angeschlossen ist, das in den nächsten
fünf Stunden vollständig geladen werden soll.
Der intelligente Zähler im Haus verfügt über einen Mikroprozessor. Er misst
Spannung und Verbrauch eines Haushalts. Die ermittelten Messwerte sendet
er regelmäßig an den Smart Operator.
Testregion
Wertachau
Oberbayern
Smart
Operator
Stromnetz
Glasfasernetz
Intelligenter
Stromzähler
Home Energy
Controller
Fotovoltaik
sMarT opEraTor 7
Das bestehende Stromnetz und Ihr
Hausanschluss bleiben unverändert.
Der Smart Operator
Der Smart Operator kennt immer den aktuellen Zustand des Netzes. Außerdem
weiß er, welche Kapazitäten die Fotovoltaikanlagen im Netz haben. Anhand einer
Wettervorhersage berechnet er, wie viel Strom sie einspeisen könnten. Der Smart
Operator errechnet auf Basis aller übermittelten Informationen den Energiebedarf
der angeschlossenen Haushalte und die Kapazitäten der Energiequellen eines Netzes.
Im Dialog mit allen Netzkomponenten sorgt der Smart Operator für einen
Ausgleich der Netzlasten.
Haushaltsgeräte
Warmwasser

8 projEkTpHasEN
dIE LECHWErkE bauEN das NETz dEr zukuNfT
IN dEr sIEdLuNG WErTaCHau.
In der Siedlung Wertachau wollen
die Lechwerke in Kooperation
mit der Stadt Schwabmünchen
und der RWE Deutschland AG
das erste intelligente Stromnetz
in Bayerisch-Schwaben aufbauen.
Das Projekt wird in zwei Phasen
umgesetzt.
Selbstverständlich beachten die
Lechwerke bei Aufbau, Betrieb und
Management des intelligenten
Netzes alle relevanten gesetzlichen
Vorschriften des Datenschutzes.
Projektphase 1 (2012):
Aufbau der Infrastruktur
Die Lechwerke bauen für die notwendige
Datenübertragung ein Glasfasernetz in
der Siedlung Wertachau auf. Mehr als
hundert Haushalte werden direkt an das
Hochleistungsglasfasernetz angeschlossen.
In den Häusern werden die bestehenden
Zähler gegen moderne, intelligente
Zähler ausgetauscht.
Diese messen Spannung und Verbrauch
eines Haushalts und übertragen die ermittelten
Werte über das Glasfasernetz.
Auf Basis dieser Informationen entwickelt
die Rheinisch-Westfälische Technische
Hochschule Aachen (RWTH) die Programmierung
für das Gehirn des intelligenten
Stromnetzes – den „Smart Operator“.
projEkTpHasEN 9
Projektphase 2 (2013 - 2014):
Feldtest und Optimierung
Die Lechwerke entwickeln auf Basis der in Phase 1 gewonnenen Informationen
ein Konzept für den effizienten Netzbetrieb.
Außerdem wird in der zweiten Projektphase der „Smart Operator“ in das Stromnetz
integriert. Parallel will LEW das Netz um intelligente Bausteine wie Energiespeicher,
Wärmepumpen und intelligente Haushaltsgeräte erweitern. Der „Smart Operator“
ermittelt unter anderem anhand von Wetterprognosen die zu erwartenden Einspeiseleistungen
sowie Lasten, Aufnahmefähigkeit und Speichermöglichkeiten im Stromnetz.
Er stimmt diese Faktoren auf Basis der aktuellen Messwerte aufeinander
ab und bringt sie in Einklang.
Das erweiterte Netz umfasst nun alle notwendigen Komponenten, um Erzeugung
und Verbrauch im Gleichgewicht zu halten.
Gute Voraussetzungen in der Wertachau
Die Siedlung Wertachau eignet sich wegen der lokalen technischen Voraussetzungen
für das Projekt besonders gut: Es ist ein abgeschlossenes Siedlungsgebiet,
das Ortsnetz ist komplett verkabelt und durch Lehrrohre für die Verlegung des
Glasfasernetzes vorbereitet. Gleichzeitig verfügt der Ort über eigene Stromerzeugung:
Mehr als 20 Fotovoltaikanlagen sind dort auf Hausdächern bereits in Betrieb.
Außerdem nutzen die Haushalte elektrische Verbraucher wie Nachtspeicherheizungen,
Warmwasserspeicher und andere Geräte, die sich für die Erprobung
des intelligenten Netzes als Energiespeicher sehr gut eignen.

10 NEuE pErspEkTIvEN
das ModELLprojEkT LIEfErT NEuE ErkENNTNIssE
für dEN EffIzIENTEN EINsaTz voN ENErGIE.
Sowohl die Lechwerke als auch die teilnehmenden Haushalte
profitieren vom Projekt Smart Operator. Die Lechwerke
sammeln wichtige Erfahrungen für den Aufbau der intelligenten
Stromnetze. Die Kunden erhalten detaillierte Informationen zu
ihrem Energieverbrauch und sparen mittelfristig Kosten ein.
Moderne Technologie und Energieberatung
Alle teilnehmenden Bürger erhalten unentgeltlich
einen Glasfaseranschluss, der auch für das schnelle
Surfen im Internet genutzt werden darf. Die Haushalte
bekommen eine individuelle Energieberatung
von einem Fachmann der Lechwerke. Jeder Teilnehmer
kann während des Projekts auf einer geschützten
Internetseite mittels eines persönlichen Zugangs
seinen aktuellen Stromverbrauch einsehen und wird
von LEW regelmäßig über den aktuellen Projektverlauf
informiert.
Die Lechwerke bauen im Rahmen des Projekts ihre
E-Mobility-Aktivitäten in Schwabmünchen weiter aus.
Der Ausgleich im Stromnetz
zwischen schwankenden Lasten
und wachsenden Einspeiseleistungen
durch intelligente
Steuerungsmodelle ist eines
der wichtigsten Projektziele.
Aber auch die Anbindung der
Haushalte über Glasfaserkabel
und die Steuerung der einzelnen
Komponenten werden
intensiv getestet.
Die Lechwerke sammeln dabei
praktische Erfahrungen für den
bedarfs- und kundenorientierten
Aufbau und Betrieb intelligenter
Stromnetze.
Der Stromfluss im Ortsnetz
Tagesverlauf ohne Smart Operator
Verbrauch
3 h 6 h 9 h 12 h 15 h 18 h 21 h 24 h
Einspeisung
Tagesverlauf mit Smart Operator
Verbrauch
Mit dem Pilotprojekt Smart
Operator machen die Lechwerke Einspeisung
einen wichtigen Schritt, um auch
künftig Sicherheit, Zuverlässigkeit und Nachhaltigkeit
von Energieerzeugung und Stromversorgung
gewährleisten zu können. Gemeinsam mit den
Bürgern der Siedlung Wertachau und der Stadt
Schwabmünchen leisten wir so einen Beitrag zur
erfolgreichen Umsetzung der Energiewende
in unserer Region.
NEuE pErspEkTIvEN 11
3 h 6 h 9 h 12 h 15 h 18 h 21 h 24 h
Das gemeinschaftliche Projekt
bringt den teilnehmenden
Bürgern eine Verbesserung
der Energiebilanz ihres
Haushalts.