Wie können wir das gesamte Energiesystem verbessern? Smart Grid-Lösungen von Siemens bringen Sie der Zukunft schon heute einen Schritt näher. Answers for energy. Wohin geht die Reise mit Smart Grids? Die langfristigen Treiber des Energiemarkts, insbesondere die Themen Umwelt und steigender Energiebedarf, führen zur systematischen Optimierung des Energiesystems. Zweifellos wird der weltweite Energiebedarf weiter steigen. Man geht von jährlichen Wachstumsraten in Höhe von 2,2 Prozent und einem Anstieg des weltweiten Energie-Jahresverbrauchs von heute 20.300 Terawatt-Stunden auf 33.000 Terawatt-Stunden im Jahr 2030 aus. Der zweite entscheidende Treiber ist die Notwendigkeit, zunehmend veraltete Teile der Energieinfrastruktur zu ersetzen. Drittens gilt es, eine nachhaltige Basis für das weltweite Energiesystem zu schaffen. Um diese Herausforderungen in den Griff zu bekommen, konzentrieren wir uns auf ein Feld, das bei der Bewältigung der Revolution auf dem Energiemarkt von entscheidender Bedeutung ist: die systematische Optimierung des Energiesystems. Dahinter steht eine intelligente Netzinfrastruktur: das Smart Grid. Eine intelligente und flexible Netzinfrastruktur, intelligente Stromerzeugung und intelligente Gebäude sind wesentliche Grundlagen für die Befriedigung des weiterhin steigenden Energiebedarfs. In herkömmlichen Netzen folgt die Stromerzeugung der Last. Künftig wird der Stromverbrauch sich jedoch der Stromerzeugung anpassen. Ein Paradebeispiel hierfür sind e-Cars, die nachts mit preisgünstiger Windenergie geladen und betrieben werden können. Wir nähern uns also einem Paradigmenwechsel – weg von einem einseitigen Energie- und Kommunikationsfluss hin zu bidirektionalen Strukturen. Siemens ist weltweit führend in der Entwicklung von Smart GridTechnologien, die eine vertikale und horizontale Integration aller Komponenten innerhalb eines Smart Grid und darüber hinaus ermöglichen. Und was noch besser ist: alle Produkte, Systeme und Lösungen sind sofort verfügbar. Entdecken Sie auf den folgenden Seiten, wie ein Smart Grid von Siemens Wirklichkeit werden kann. e-Cars 2 Intelligente Verteilung Die Energieumwandlungskette Rundum vorteilhaft: Smart Grid Technologie mit Siemens als Partner Als weltweit einziger Spezialist für EnergieInfrastrukturlösungen mit Kompetenz entlang der gesamten Energieumwandlungskette bietet Siemens intelligente, zukunftsweisende Antworten auf die zunehmend komplexen Herausforderungen der Energiebranche. Das Ergebnis der engen Verzahnung verschiedenster Technologiefelder sind wegweisende Produkte, Lösungen und Dienstleistungen für die zunehmend verändernde Energielandschaft. Das umfassende Angebot an Smart Grid Technologie unterstreicht diese Führungsrolle eindrucksvoll. Neben den Vorteilen für die Umwelt bietet SmartGrid-Technologie klare Vorteile für alle Akteure entlang der gesamten Energieumwandlungskette: Verringerung der CO2-Emissionen bei der Stromerzeugung durch die Reduzierung von Übertragungsverlusten und den Netzzugang für große Wind-, Wasser- uns Solarkraftwerke Verringerung der verbrauchsbedingten CO2Emissionen durch die Integration intelligenter Gebäude bessere Stromqualität auf den verschiedenen Spannungsebenen verbesserte Systemstabilität Energiekosteneinsparungen für Gebäudebetreiber und verbesserte Netzwerkleistung für Netzbetreiber durch die aktive Einbindung in Smart Grids Netzintegration dezentraler Erzeuger durch intelligente Informations- und Kommunikationstechnik (IKT) Möglichkeit bidirektionalen Energieflusses höhere Systemsicherheit verbesserte Kontrolle gesteigerte Betriebssicherheit verringerte Lebenszykluskosten Entdecken Sie die Zukunft! Kommen Sie mit auf eine Reise in die Zukunft. Erleben Sie einen Arbeitstag in einem Umfeld mit einem dezentralen, proaktiven Stromnetz. Sehen Sie selbst, was Strom künftig für uns bedeutet und wie Smart Grid Technologie unser Leben einfacher, sauberer und bequemer machen wird. Intelligenter Verbrauch Effiziente Netze 3 Eine zuverlässige, flächendeckende und flexible Ladeinfrastruktur: Wirklichkeit! Eine über 100 Jahre alte Idee gelangt wieder in den Fokus Klimawandel, Gaspreise, der wachsende Mobilitätsbedarf, neue technische Entwicklungen in der Motoren- und Batterietechnik – diese verschiedenen Faktoren tragen zur Wiederbelebung einer alten Idee bei: elektrische Autos, e-Cars, generieren einen Entwicklungsschub und sind die Grundlage spannender neuer Allianzen. Autos werden zu mobilen Energiespeichern mit der Fähigkeit, Energie zurück in Smart Grids zu speisen. Das macht e-Cars zu deutlich umweltverträglicheren Fahrzeugen: Sie sind ein wichtiger Teil einer intelligenten Energie-Infrastruktur und helfen, schwankende Energieeinspeisungen, beispielsweise durch erneuerbare Energiequellen und dezentrale Erzeuger, zu kompensieren. 4 e-Cars Die Morgenbesprechung im Zentrum von Los Angeles ist vorüber, und Sie sind auf dem Weg zurück in Ihr Büro in Las Vegas. Fahren in dieser Megacity kann manchmal ziemlich anstrengend sein, aber heutzutage sind e-Cars und flexible Ladekonzepte führende technische Lösungen, die die Belastung der Umwelt und der Stadtzentren merklich verringern. Es ist verblüffend, wie einfach und flexibel Sie Ihr Fahrzeug laden können. Nun müssen Sie nur noch die Staus umfahren und schon sind Sie auf dem Weg zurück. Lösungen Nahtlose Integration von Fahrzeugen in Infrastruktur und Umwelt mit echten Smart-Grid-Lösungen Wir stehen heute vor der Elektrifizierung aller PKW. Die Zahl der weltweit elektrisch betriebenen PKW wird bis zum Jahr 2020 um voraussichtlich 12 Millionen steigen – ein enormes Potenzial. Unsere Antwort ist ein selbstintegrierendes Netz, das zu jeder Zeit individuelle Mobilität garantiert und sicherstellt, dass Energie auf nachhaltige Weise verfügbar ist. Ein integrierter Ansatz für die gesamte e-Car-Infrastruktur mit verschiedenen Lösungen für das Laden, IuK-Technologie und Abrechnungslösungen, die ein nahtloses Zusammenspiel von e-Cars, Betriebszentren und Stromnetz ermöglichen. 5 Ein Netz, das ständige Erzeugungs- und Verbrauchsspitzen mühelos im Griff hat: Wirklichkeit! Netze, die effizient, flexibel, zuverlässig, dezentral und intelligent sind Die Ansprüche der Gesellschaft an EVUs und Netzbetreiber steigen kontinuierlich. Wir erleben eine zunehmende Marktliberalisierung, und Betreiber sind dem politischen Druck hinsichtlich mehr Transparenz ausgesetzt. Energienetze müssen effizienter, flexibler, zuverlässiger und dezentraler werden, und sie müssen intelligenten Konzepten zur Einbindung eines weltweit steigenden Anteils erneuerbarer Energien entsprechen. Verteiltes Energiemanagement Das Smart Grid entwickelt sich zu einem dezentralen Energienetzwerk, das allen Beteiligten maximale Effizienz bietet. Allerdings muss die Zuverlässigkeit dieses Netzes rund um die Uhr gewährleistet sein. Das erfordert eine Lösung, die alle bestehenden Ansätze integriert und schon heute optimal auf den Energiemix der Zukunft abgestimmt ist. Kurzum: eine intelligente, smarte Infrastruktur, die verbesserte Beobachtbarkeit und Steuerbarkeit, Fehlerschutz und -analyse bieten sowie eine flexible, proaktiv agierende Infrastruktur bereitstellt. 6 Intelligente Verteilung In der Dämmerung gibt es nichts Schöneres als die hell erleuchtete Großstadt Las Vegas. Wie jeden Tag um diese Zeit verwandelt sich die ganze Stadt in ein Meer aus Kitsch und Beleuchtung. Es ist erstaunlich, wie Stromnetze solche plötzlichen Bedarfsspitzen bewältigen und eine gleichmäßige Versorgung im gesamten Netz aufrechterhalten können. Smart Grids passen sich einem möglichen Ungleichgewicht zwischen Erzeugung und Verbrauch an und können sogar dezentrale Erzeuger mühelos beherrschen. Intelligente Netze stellen sicher, dass die Energie weiß, wo sie gebraucht wird. „Ganz schön beeindruckend,“ denken Sie, während Sie sich ostwärts in Richtung Calico Ridge auf den Weg zu Ihrem Büro machen. Wirkliche Lösungen Der höhere Automatisierungsgrad sowie selbstheilende Applikationen senken den Betriebs- und Wartungsaufwand und steigern so die Wirtschaftlichkeit elektrischer Netze. In weiterer Folge verbessern Fernwirken und Online-Kontrolle die Betriebssicherheit. Darüber hinaus sorgt die Standardisierung von Protokollen und Schnittstellen für mehr Flexibilität und bessere Zugänglichkeit von Netzwerklösungen. • Distribution Management System (DMS) • Verteilnetzautomatisierung und -schutz • Leistungselektronik (SIPLINK) • Smart Metering Smart-Metering-Lösungen von Siemens vereinen technisch führende Zählerfunktionen, das Management von Verteilnetzwerken und die Integration von Back-End-IT-Systemen. Diese Lösungen wurden eigens entwickelt, um den Herausforderungen zu begegnen, die ein liberalisierter Energiemarkt an Netzbetreiber und Energiehändler stellt, und um den Endkunden maximale Transparenz zu bieten. Das erlaubt es Verteilnetzbetreibern, Schlüsselprozesse zu optimieren und Energielieferanten wie Kunden neue Dienstleistungen, beispielsweise flexible Preisgestaltung, zu bieten. 7 Ein Gebäude, das mit dem Stromnetz kommuniziert und sogar Geld einspielt: Wirklichkeit! Aktive Beteiligung der Stromkunden in einem maximal effizienten Netz Gebäude verursachen rund 40 % des weltweiten Enrgieverbrauchs und 20 % aller CO2-Emissionen – ein enormes Verbesserungspotenzial in puncto Energieeffizienz. Durch die aktive Steuerung ihres Verbrauchs und ihrer Erzeugungskapazitäten werden intelligente Gebäude ein wichtiges Element eines Smart Grid: sie sorgen für mehr Netzstabilität und eröffnen den Energieerzeugern neue Optionen neben der Errichtung weiterer Kraftwerke. Wie intelligent ist ein intelligentes Gebäude? • Intelligente Gebäude optimieren ihren eigenen Energiefluss, indem sie Verbrauch, Speicherkapazität und dezentrale Erzeugung ausgleichen. • In Interaktion mit dem Netz können intelligente Gebäude auf Basis aktueller Tarife über den Kauf und Verkauf von Strom entscheiden. • Intelligente Gebäudekomplexe werden durch ihre Erzeugungsleistung und ihre Lastmanagement-Fähigkeiten zu einem interaktiven Teil eines Smart Grid. e-Cars werden weitere flexible Energiespeicherkapazitäten für intelligente Gebäude stellen. 8 Intelligenter Verbrauch Sie sind zurück im Büro. Es ist später Nachmittag, und die derzeitige Hitzewelle dauert nun schon zwei Wochen an. Sie drehen sich weg vom Computer mit seinen E-MailBergen, schauen aus dem Fenster und betrachten die malerische, ständig wachsende Stadt, die Ihr Zuhause ist. Es versetzt Sie immer wieder in Erstaunen, wie hoch technisiert diese ehemalige Kleinstadt geworden ist, und Sie fragen sich, wie das Stromnetz zuverlässig mit dem Energiebedarf dieser wachsenden Metropolregion Schritt halten kann. Noch erstaunlicher finden Sie, wie Ihr Gebäude es geschafft hat, während der Hitzewelle angenehm temperiert zu bleiben und gleichzeitig deutlich Energiekosten zu sparen. Nachdem Sie die Energiekosten überwachen, wissen Sie natürlich, warum das so ist: Ihr Gebäude weiß, wann es Energie zu günstigen Konditionen speichern sollte, um diese später, wenn die Preise deutlich höher sind, wieder ins Netz einzuspeisen. Es weiß sogar, wann es sich lohnt, erneuerbare Energie für sich selbst zu nutzen, und wann die Einspeisung ins Netz besonders rentabel ist. Wirkliche Lösungen Effektive Antworten für die Energieoptimierung von Gebäuden • Gebäudemanagement-System Smart-Building-Lösungen von Siemens erlauben es Gebäuden, von automatisierten Demand-Response-Programmen zu profitieren, die den Energiebedarf zielgenau steuern und wichtigen Abnehmern im Bedarfsfall den Vorrang gewähren. • Gebäudeenergiemanagement-System Daneben speichern intelligente Gebäude automatisch Energie für die Verwendung zu einem späteren Zeitpunkt und machen die klassische Kostenposition Energie zu einer echten Einnahmequelle. Sie „wissen“ , wann die beste Zeit für die Energiegewinnung aus Sonne und Wind ist und wann es gilt, Energie zurück ins Netz zu speisen. • Smart-Metering-Lösungen • Demand Response • Energie-Dienstleistungen Gebäude werden also zu Energieerzeugern. Deshalb ist die Einbindung in eine Smart-Grid-Struktur entscheidend, wenn es gilt, Gebäude so energieeffizient wie möglich zu machen und die Betriebskosten zu senken. Siemens bietet die hierfür notwendigen Technologien – für die Zählwerterfassung, für eine verbesserte Prognose und für das aktive Management der Energieerzeugungs, -verbrauchs- und -speicherkapazitäten eines Gebäudes. 9 Ein selbstheilendes Netz, das Fehler erkennt und korrigiert: Wirklichkeit! Das gesamte System sicher im Griff Die Stromeinspeisung aus verschiedenen Quellen erfordert oft außergewöhnliche Übertragungs- und Verteilungslösungen. Dennoch besteht der Bedarf, unterschiedliche Regionen, Länder oder sogar Kontinente miteinander zu verbinden, damit immer mehr Gebiete wirtschaftlich mit Strom versorgt werden können. Als Lösungsanbieter mit umfangreicher Erfahrung entlang der gesamten Energieumwandlungskette hat Siemens bereits eine Reihe von Projekten realisiert, bei denen Netzsysteme verbunden oder dezentrale Erzeuger an Netze angebunden wurden. So vielfältig wie die Projekte waren auch die Rahmenbedingungen, die Herangehensweisen und schließlich die eingesetzten Technologien. Denn Siemens legt größten Wert darauf, seinen Kunden wirtschaftliche Lösungen zu bieten. Die Intelligenz, die Flexibilität und die hohe Effizienz eines Smart Grid haben ihre Grundlage in einer besonders zuverlässigen Stromerzeugungs, -übertragungs- und -verteilinfrastruktur sowie in durchgängiger Datenkommunikation. Ein Höchstmaß an Flexibilität ebenso wie stringente Kontrolle und Steuerung, umfassender Fehlerschutz und umfassende Fehleranalyse sowie maximale Betriebssicherheit sind von entscheidender Bedeutung, wenn es darum geht, die Potenziale eines Smart Grid voll auszuschöpfen. 10 Effiziente Netze Am Abend entspannen Sie sich und lesen eine Zeitschrift über die kontinuierliche Innovation in Stromnetzen. Smart Grids können mittlerweile selbstständig Fehler erkennen und beheben, bevor diese zu echten Problemen führen. Erst heute Morgen erklärte Ihnen ein Geschäftspartner, dass er sein Netz selbstheilend machen will. Vor fünf Jahren noch hätten Sie lapidar „Träumen Sie weiter” geantwortet. Nun aber war Ihre Antwort: „Worauf warten Sie?“ Sie sinnen darüber nach, dass die Welt der Energie sich mit beeindruckendem Tempo weiterentwickelt, während draußen ein Gewitter aufzieht. Ein gutes Gefühl zu wissen, dass selbst dann alles in Ordnung sein wird, wenn ein echtes Unwetter über die Stadt hereinbricht. Wirkliche Lösungen Geringere Übertragungsverluste – höhere Systemsicherheit Technologien von Siemens wie Hochspannungs-Gleichstromübertragung (HGÜ) und flexible Wechselstromübertragungssysteme (FACTS) ermöglichen es, große Wind-, Wasser- und Solarkraftwerke selbst weit entfernt von den Verbrauchszentren ans Netz anzubinden. Ein wesentliches Element eines Smart Grid ist Kommunikation auf dem neuesten Stand der Technik. Kommunikationslösungen von Siemens ermöglichen die Online-Kontrolle und -Steuerung aller Netzkomponenten. Dies wiederum bedeutet schnellstmögliche Reaktion auf Fehler und minimierte Ausfallzeiten. In vielen Fällen kann das Smart Grid durch intelligente Stationsautomatisierungs- und -schutzlösungen in Verbindung mit dem Energiemanagement-System (EMS) völlig autonom reagieren. • Leistungselektronik (HVDC, FACTS) • Energiemanagement-System (EMS) • Intelligente Stationsautomatisierung und intelligenter Schutz • Kommunikationslösungen • Asset Monitoring Zustandsüberwachungs-Lösungen von Siemens bieten auf Basis kontinuierlicher Informationen und hoch entwickelter Analyseverfahren Unterstützung bei der Optimierung der Netzauslastung. Das Ergebnis: minimierte Ausfallzeiten, verringerte Lebenszykluskosten und verlängerte Lebensdauer der Anlagen. Die Siemens Grid Asset Management Suite (GAMS) verbessert die Effizienz, Transparenz und Flexibilität des Netzanlagenmanagements zusätzlich. 11 Herausgeber und Copyright © 2010: Siemens AG Energy Sector Freyeslebenstraße 1 91058 Erlangen, Deutschland Wünschen Sie mehr Informationen, wenden Sie sich bitte an unser Customer Support Center. Tel.: +49 180 524 70 00 Fax: +49 180 524 24 71 (Gebühren in Abhängigkeit vom Provider) E-Mail: [email protected] Bestell-Nr. E50001-W100-A159 Gedruckt in Deutschland fb 2936 190381 WS 04100.2 Gedruckt auf elementar chlorfrei gebleichtem Papier. Alle Rechte vorbehalten. Die in diesem Dokument genannten Handelsmarken und Warenzeichen sind Eigentum der Siemens AG bzw. ihrer Beteiligungsgesellschaften oder der jeweiligen Inhaber. Änderungen vorbehalten. Die Informationen in diesem Dokument enthalten allgemeine Beschreibungen der technischen Möglichkeiten, welche im Einzelfall nicht immer vorliegen. Die gewünschten Leistungsmerkmale sind daher im Einzelfall bei Vertragsschluss festzulegen. www.siemens.com/energy
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