Energieeinsparmöglichkeiten - Lastmanagement

Aus Planungskompendium Energieverteilung

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  • Der Prozess ist, die Erzeugung und die Entnahme im Energieverteilnetz in Einklang zu bringen
  • Die Steuerung der Last vermeidet die Notwendigkeit die Kraftwerksleistung zu verändern
  • Die Vermeidung vom Spitzenbedarf wird erreicht durch:
    • direkten Zugriff durch das EVU
    • frequenzabhängige Lastregelung
    • Lastplanung
    • Zusätzliche Energieerzeugung vor Ort
    • Veränderung des Entnahmeverhaltens der Kunden durch spezielle Tarife.
  • Das Lastmanagement ermöglicht es den Versorgungsunternehmen, die Nachfrage während der Spitzenzeiten und damit auch die Kosten zu senken, indem die Zuschaltung der Spitzenkraftwerke vermieden wird.
  • Darüber hinaus benötigen einige Spitzenkraftwerke mehr als eine Stunde um in Betrieb zu gehen. Das macht das Lastmanagement noch kritischer, wenn z.B. eine größere Last unerwartet vom Netz genommen wird.
  • Lastmanagement kann auch dazu beitragen, schädliche Emissionen zu reduzieren, da Spitzenkraftwerke oder Backup- Generatoren oft umweltbelastender und weniger effizient sind als Grundlastkraftwerke.

Arten des Lastmanagement

Spitzenlastmanagement

siehe Abb. K21a Diese Maßnahme umfasst die Begrenzung von Lastspitzen, durch Überwachung des Energieverbrauches in 1/4h Werten, und stellt durch Abschaltung und/oder Regelung vorgegebener Lasten sicher, dass die mit dem EVU vereinbarte höchste maximale Leistungsabnahme je 1/4h nicht überschritten wird. Ziel ist es, eine Erhöhung der Bereitstellungskosten durch das EVU zu vermeiden.

Abb. K21aBeispielstrategie zum Spitzen-Lastmanagement

Lastmanagement durch Energieeffizienz

Abb. K21b Ausführung der gleichen Prozesse mit reduziertem Energieeinsatz

Hierbei handelt es sich um eine permanente Lastminderung durch effizientere energieintensive Anlagen, Geräte und Systeme

Abb. K21bPermanente Lastminderung durch effizientere Technik

Lastmanagement durch Demand Response

Abb. K21c Jede reaktive oder präventive Methode um die Entnahme zu reduzieren, zu glätten oder zu verschieben, als Hilfsmittel zur Lastplanung.In der Vergangenheit konzentrierten sich Demand Response Programme auf die Reduktion der Lastspitzen, um hohe Investitionen in den Ausbau der Erzeugungskapazität zu vermeiden. Inzwischen haben die Maßnahmen das NettoLastprofil (Entnahme minus Erzeugung aus alternativen Quellen) im Fokus, um die Nutzung regenerativer Energien zu optimieren. Demand Response umfasst alle gezielten Änderungen des Entnahmeverhaltens der Endkunden, die das Timing, das Niveau der momentanen Last oder den gesamten Verbrauch beeinflussen sollen.

Das beinhaltet eine breite Palette von Maßnahmen, die auf der Entnahmeseite, in Abhängigkeit von bestimmten Bedingungen im Netz (z.B. Spitzenzeiten, Engpässe oder hohe Preise), getroffen werden können.

Abb. K21cSpektralanalyse zur Beurteilung atypischer Netznutzung

Lastmanagement durch Dynamische Lastregelung

Abb. K21d Das Konzept besteht darin, dass durch die Überwachung der Netzfrequenz, Lasten im richtigen Moment ein- oder ausgeschaltet, bzw. dynamisch herauf- oder heruntergefahren werden, um die Gesamtsystembelastung mit der Erzeugung auszugleichen und kritische Differenzen zu reduzieren.

Abb. K21dZeitfenster der dynamischen Lastregelung

Einschränkung des Bedarfs

Energieversorger können diese Lösungen in Versorgungsverträgen mit optionalen bzw. eingeschränkten Klauseln für den Notfall (einschließlich fester Grenzwerte) nutzen, deren Anwendung durch den Verbraucher bestimmt wird (basierend auf besonderen Tarifen). Diese Managementpolitik kommt typischerweise in den wärmsten und kältesten Monaten des Jahres zum Einsatz, wenn Unternehmen und Privatleute einen hohen Bedarf an Belüftung, Klimatisierung und Heizung haben, und wenn der Stromverbrauch weit über dem Normalniveau liegt.

Die Reduzierung des Verbrauchs auf diese Art und Weise kann sich im Wohn- und Servicebereich als problematisch erweisen, da Bewohner dadurch erheblich belastet werden können. Kunden in der Industrie sind an dieser Art Planung möglicherweise interessierter und können von Verträgen profitieren, die ihre Einheitspreise um bis zu 30 % reduzieren, falls sie über eine hohe Anzahl an unwesentlichen Verbrauchern verfügen.

Vermeidung von Spitzenbedarf

Diese Maßnahme umfasst die Verlagerung von Spitzenverbrauchszeiten nach den verschiedenen verfügbaren Tarifen. Ziel ist es, die Kosten bei gleichem Gesamtverbrauch zu senken.

Lastplanung

Diese Managementstrategie ist eine Option für Unternehmen, die von geringeren Tarifen profitieren können, indem sie den Verbrauch für ihre Prozesse, bei denen Zeit weder ein wichtiger noch ein kritischer Faktor ist, planen.

Zusätzliche Energieerzeugung vor Ort

Der Einsatz von Generatoren zur Energieerzeugung steigert die betriebliche Flexibilität, indem die zur Aufrechterhaltung des normalen Betriebs notwendige Energie in Spitzenzeiten oder Zeiten mit eingeschränktem Bedarf geliefert wird.

Ein automatisiertes Steuersystem kann so konfiguriert werden, dass es diese Energieerzeugung gemäß dem Bedarf und den gültigen Tarifen zu jeder beliebigen Zeit regelt. Überschreitet der Preis der extern bezogenen Energie die Kosten der internen Energieerzeugung, schaltet das Steuersystem automatisch um.

Planung und Ausführung eines Lastmanagements im Überblick

Abb. K21e

Abb. K21eAspekte zur Planung und Ausführung eines Lastmanagements

Weitere Aspekte zum Betrieb und zur Nutzung eines Lastmanagements

Abb. K21f

Abb. K21fWeitere Aspekte zur Nutzung vom Lastmanagement