Verteilte Energieressourcen

Ein Microgrid ist ein kleines Netz von Stromverbrauchern, das von einer oder mehreren lokalen Versorgungsquellen gespeist wird. Es ist in der Regel an ein zentrales nationales Netz angeschlossen, kann aber auch unabhängig arbeiten. Mit dem wachsenden Trend zu dezentralen Energieressourcen kann die Größe eines Microgrids von einem einzelnen Haus bis zu einer Gruppe von Wohnungen oder sogar einem ganzen Industriegebiet reichen. Microgrids sind eine ideale Lösung, um die Widerstandsfähigkeit des Netzes gegen Überlastungen oder Umweltprobleme zu erhöhen (im Inselbetrieb) und den Selbstausgleich bei Verbrauchs- oder Produktionsspitzen zu gewährleisten (im Nicht-Inselbetrieb).

Bei einem Demand-Response-Programm handelt ein Unternehmen (Aggregator) einen Vertrag mit einem Verteilernetzbetreiber (DSO) aus, um die Flexibilität von Hunderten oder Tausenden von Anlagen zu "verkaufen", entweder auf der Verbrauchsseite (z. B. Modulation von HLK-Systemen oder EV-Ladegeräten) oder auf der Produktionsseite (z. B. Modulation der PV-Erzeugung). Um effektiv eingesetzt zu werden, müssen die Geräte für Demand-Response-Programme vor Ort in den Einrichtungen installiert werden. Diese Geräte müssen in der Lage sein, den verbrauchten/produzierten Strom zu messen, Daten auszutauschen und Fernbefehle zu empfangen und auszuführen.

Bei der Energieoptimierung geht es darum, das beste Gleichgewicht zwischen lokaler Energieproduktion, -erzeugung und -speicherung zu finden. Das Ziel kann unterschiedlich sein, z. B. Maximierung des Eigenverbrauchs, Einspeisung von Energie in das Netz, wenn die Tarife am höchsten sind, oder Verbrauch von Energie aus dem Netz, wenn die Tarife am niedrigsten sind, usw. Das übergeordnete Ziel besteht darin, den lokalen Energiefluss zu maximieren, ohne das Netz zu beeinträchtigen, wobei Anreize, Marktpreise und Vorschriften berücksichtigt werden.

Der Netzschutz konzentriert sich auf den Schutz des Netzes vor Überlastungen und Problemen, die durch Frequenz- oder Spannungsabweichungen zwischen dezentraler Erzeugung und dem Netz selbst entstehen. Der Anschluss dezentraler Stromerzeuger an das Netz muss bestimmten Vorschriften und Normen entsprechen, z.B. CEI021 in Italien, VDE4108 in Deutschland und IEEE1547 in den USA. Konformitätsregelungen wie § 14a und EEBUS in Deutschland sind Teil der Vorschriften, die es den Verteilernetzbetreibern (DSOs) ermöglichen, das Netz zu kontrollieren und zu schützen.

Energiegemeinschaften fördern die lokale Erzeugung und den Verbrauch, indem sie Anreize oder Vergütungssysteme nutzen. Virtuelle Kraftwerke (VPPs) sind Zusammenschlüsse von dezentralen Anlagen, die dem Strommarkt Flexibilität verleihen. VPPs ermöglichen es dezentralen Energieressourcen (Distributed Energy Resources, DERs), Energie zu verkaufen und vereinfachen so den Handelsprozess für kleine Anlagen. Sowohl Energiegemeinschaften als auch virtuelle Kraftwerke beinhalten Verträge zwischen mehreren DER-Eigentümern und einem aggregierenden Unternehmen oder einer Behörde, die den DERs ein Vergütungssystem bietet.