Dynamische Strompreise und Flexibilitätsvermarktung für das schwimmende Wohnprojekt Schoonschip

Seit Januar ist die Energiegemeinschaft Schoonschip an Energie- und Flexibilitätsmärkte angeschlossen, deren Preise (viertel-)stündlich variieren. Somit kann die Gemeinschaft weiter ihre Flexibilität steigern und ihre Energiekosten senken.

Die Energiegemeinschaft Schoonschip ist ein Zusammenschluss von 30 schwimmenden Häusern mit Photovoltaikanlagen, Wärmepumpen und Batteriespeichern in einem Seitenarm des IJ-Kanals, nördlich von Amsterdam. Das Besondere: die innovativen Technologien, die es den Mitgliedern ermöglichen, ihre Energieversorgung gemeinschaftlich zu gestalten. So können sie seit 2018 durch die Integration des am Fraunhofer ITWM entwickelten Energiemanagementsystems Amperix die Nutzung ihrer eigenen Energieerzeugung maximieren und so gemeinschaftlich den noch notwendigen Energiezukauf reduzieren.

Die Häuser sind untereinander vernetzt, verfügen aber auch über einen Anschluss an das kommunale Stromnetz – einen für das gesamte Wohnprojekt. Das vom Fraunhofer ITWM entwickelte Energiemanagementsystem reduziert zudem mittels der Batteriespeicher Netzbezugsspitzen und reduziert dadurch Netznutzungsentgelte. Nun haben Forschende des Fraunhofer ITWM die Anbindung der Energiegemeinschaft an verschiedene Märkte ermöglicht. Ziel ist es, die Energiegemeinschaft als flexibles virtuelles Kraftwerk zu positionieren, das in der Lage ist, sowohl Energie zu liefern als auch aufzunehmen.

Dynamische Strompreise am Day-Ahead-Markt

Dank der ITWM-Technologie kann die Schoonschip-Gemeinschaft dynamische Strompreise in Anspruch nehmen. Sie ist an den sogenannten Day-Ahead-Markt angebunden, an dem stündliche Energiepreise einen Tag im Voraus verhandelt werden. Day-Ahead-Preise könnten stark volatil sein. Das heißt, es kann zu Phasen mit günstigen und teuren Preisen kommen. Mit genügend Flexibilitäten und Speichern können die Preisschwankungen für die Energiegemeinschaft genutzt werden. Hierfür ist eine preisoptimierte Steuerung der Batteriespeichersysteme und Wärmepumpen notwendig. Das Fraunhofer ITWM hat eine solche Preisoptimierung für die Energiegemeinschaft entwickelt.

Flexibilitätsvermarktung am Imbalance-Markt

Zusätzlich nimmt die Gemeinschaft mit ihren Batterien am niederländischen Imbalance-Markt teil, dessen Preise viertelstündig variieren. Hierfür entscheidet ein an die Energiegemeinschaft angebundener Händler zu jeder Viertelstunde, ob es, teils für wenige Minuten, eine Vermarktungsmöglichkeit am Imbalance-Markt gibt. Diese Anbindungen ermöglichen es, die Flexibilität und Kapazitäten der Energiegemeinschaft noch besser auszuschöpfen.

Das Energiemanagementsystem muss dabei für beide Aktivitäten immer im Blick haben: die lokalen Netzanschlusslimitierungen der Energiegemeinschaft, die phasenscharf nicht überschritten werden dürfen.

Vision für die Zukunft: Zugang für alle

Unsere Vision ist es, dass die Technologie nicht nur innerhalb der Schoonschip-Gemeinschaft, sondern auch für Privathaushalte und Unternehmen zugänglich wird. Jeder, der über eine Photovoltaik-Anlage, einen Batteriespeicher oder andere Flexibilitäten wie Wärmepumpe und E-Fahrzeug verfügt, sollte in der Lage sein, sich anzuschließen und aktiv an verschiedensten Energie- und Flexibilitätsmärkten teilzunehmen«, so Matthias Klein-Schlößl, Teamleiter der Gruppe »Green by IT am Fraunhofer ITWM.

Mit einem intelligenten Energiemanagementsystem, das verschiedene Energie- und Flexibilitätsmärkte berücksichtigt, könnte man z.B. auch ein E-Auto günstiger laden. Der Fahrer oder die Fahrerin könnten angeben, zu welchem Zeitpunkt und mit welcher Reichweite das Fahrzeug benötigt wird. Das Energiemanagementsystem optimiert den Ladevorgang, indem es das Auto entweder sofort oder zu einem späteren Zeitpunkt auflädt, wenn die Preise niedriger sind.

Präsentation auf der E-World

Unsere Forschenden sind auf der E-World vertreten (Halle 4, Stand 4J112). Sie zeigen, wie sie Vorhersagen treffen, Optimierungen umsetzen und Handel auf verschiedene Märkten realisieren. »Wir freuen uns darauf, mit innovativen Energieversorgungsunternehmen, Integratoren von Energiemanagementsystemen und Interessierten in Kontakt zu treten, die an der gemeinsamen Entwicklung nachhaltiger Energiekonzepte interessiert sind«, so Matthias Klein-Schlößl.<wir darauf=““ freuen=““ uns=““></wir>

Über das Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM

Das Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM in Kaiserslautern zählt zu den größten Forschungsinstituten für angewandte Mathematik weltweit. Wir sehen unsere Aufgabe darin, die Mathematik als Schlüsseltechnologie weiterzuentwickeln und innovative Anstöße zu geben. Unser Fokus liegt auf der Umsetzung mathematischer Methoden und Technologie in Anwendungsprojekten und ihre Weiterentwicklung in Forschungsprojekten. Das enge Zusammenspiel mit Partnern aus der Wirtschaft garantiert die hohe Praxisnähe unserer Arbeit.

Deren integrale Bausteine sind Beratung, Umsetzung und Unterstützung bei der Anwendung von Hochleistungsrechnertechnologie und Bereitstellung maßgeschneiderter Software-Lösungen. Unsere verschiedenen Kompetenzen adressieren ein breites Kundenspektrum: Fahrzeugindustrie, Maschinenbau, chemische Industrie, Energie und Finanzwirtschaft. Dieses profitiert auch von unserer guten Vernetzung, beispielsweise im Leistungszentrum Simulations- und Software-basierte Innovation.

Über die Fraunhofer-Gesellschaft

Die Fraunhofer-Gesellschaft mit Sitz in Deutschland ist die weltweit führende Organisation für anwendungsorientierte Forschung. Mit ihrer Fokussierung auf zukunftsrelevante Schlüsseltechnologien sowie auf die Verwertung der Ergebnisse in Wirtschaft und Industrie spielt sie eine zentrale Rolle im Innovationsprozess. Als Wegweiser und Impulsgeber für innovative Entwicklungen und wissenschaftliche Exzellenz wirkt sie mit an der Gestaltung unserer Gesellschaft und unserer Zukunft. Die 1949 gegründete Organisation betreibt in Deutschland derzeit 76 Institute und Forschungseinrichtungen. Etwa 30 800 Mitarbeitende, überwiegend mit natur- oder ingenieurwissenschaftlicher Ausbildung, erarbeiten das jährliche Forschungsvolumen von rund 3,0 Mrd. €. Davon fallen 2,6 Mrd € auf den Bereich Vertragsforschung.