ELSA - Energy Local Storage Advanced system

 

Energiespeicherung nimmt eine bedeutende Rolle im Smart Grid ein und kann sowohl Gebäude als auch das elektrische Netz mit benötigter Flexibilität unterstützen. Das Projekt ELSA (Energy Local Storage Advanced system) adressiert dieses Bedürfnis, indem die Integration von elektrischen Speichern in Form von “second-life“ Batterien aus elektrischen Fahrzeugen entwickelt und getestet wird, zur Unterstützung von intelligenten Energiemanagement Lösungen.

Ziele

Durch die Integration verteilter kleiner und mittlerer Speichereinheiten kann dem Betrieb der Verteilnetze erhöhte Flexibilität zukommen, wodurch diverse Smart Grid Funktionalitäten ermöglicht werden. Hierunter fällt der lokale Ausgleich zwischen Erzeugung und Last, die Vermeidung von Überlasten und Lastspitzen sowie die effiziente Integration erneuerbarer Energiequellen. Derzeit sind wenige technologisch ausgereifte dezentrale Speichersysteme zu erschwinglichen Preisen kommerziell am Markt erhältlich. Gleichzeitig fehlt es an nachhaltigen Geschäftsmodellen und dem zugrunde liegenden regulatorischen und rechtlichen Rahmen. Um hier anzusetzen, wird ELSA eine innovative Lösung implementieren und demonstrieren: die Integration von kostengünstigen „second-life“ Li-Ion Batterien und anderen direkten und indirekten Speicheroptionen wie Wärmespeicherung, Demand-Side Lösungen sowie die Einbindung fluktuierender erneuerbarer Energiequellen.

Die Kernidee besteht darin, Speicherung als Dienstleistung für Gebäude- und Quartiers-Manager anzubieten mit dem Ziel der Optimierung des lokalen Energiemanagements sowie für Verteilnetzbetreiber zur Unterstützung des Betriebs. ELSA wird marktnahe (TRL>=5) Speichertechnologien und IKT-basierte Energiemanagementsysteme anpassen und auf diesen aufbauen. Dies beinhaltet das Management und die Regelung lokaler Lasten und Erzeuger, individueller oder aggregierter realer oder virtueller Speicher, welche in Demand Response Mechanismen in Gebäuden, Quartieren und Verteilnetzen integriert sind.

Feldtest: E.ON Energy Research Center als Microgrid

Als einer von sechs Feldtests werden die drei Gebäude des E.ON ERC der RWTH Aachen (Hauptgebäude, Testhalle, SENSE Gebäude) in ein Microgrid Szenario integriert. Zusätzlich zu bereits vorhandenen Lösungen zur Erzeugung von Elektrizität, Wärme und Kälte mittels geothermischer Speicherung, Blockheizkraftwerk, sorptionsgestützte Klimatisierung und Photovoltaik auf dem Gebäudedach wird das Hauptgebäude mit „second-life“ Batterien ausgerüstet, welche in das übergreifende Energie Management Konzept integriert werden. Das Gesamtsystem wird als Microgrid betrieben werden, mit zusätzlicher virtueller Integration lokaler Windkraft und dem Ziel einer effizienten Energienutzung sowie potentiellen Dienstleistungsangeboten an das öffentliche Netz.

Die Rolle der RWTH Institute ACS und EBC

Zusätzlich zur Entwicklung und Validierung des Feldtests, welcher ein ganzheitliches Experimentierfeld zur Optimierung des Energiemanagements unter Berücksichtigung thermischer und elektrischer Aspekte bietet, tragen die Institute ACS und EBC auch zu projektübergreifenden Aufgaben bei.

Die Definition der Anforderungen sowie die Entwicklung von IKT Lösungen sowohl für das Batteriesystem als auch für das übergreifende Energiemanagementsystem werden von den Instituten unterstützt. Die Validierung des industriellen Systems der „second-life“ Batterien wird ebenso in Zusammenarbeit mit den Projektpartnern erfolgen.

  Eu-Flagge Urheberrecht: EU

Als wichtiger Beitrag zur Evaluierung des Gesamtkonzeptes modellieren die Institute ACS und EBC die Feldtests des Projektes, um hierdurch einerseits eine gute Integration in das Energiemanagementsystem zu gestatten sowie andererseits eine Entwicklung dessen in simulierter Umgebung. Da Feldtests immer räumlich begrenzt sind, wird die Simulation auch zur Hochskalierung der Feldtestszenarien genutzt, über die Möglichkeiten echter Feldtest hinaus, womit die Machbarkeitsanalyse unterstützt wird.

Dieses Projekt wird gefördert von der Europäischen Union im Rahmenprogramm Horizont 2020 für Forschung und Innovation unter der Bewilligungsnummer 646125.