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Open Access
Effects of load forecast deviation on the specification of energy storage systems
(2023) Emde, Alexander; Märkle, Lisa; Kratzer, Benedikt; Schnell, Felix; Baur, Lukas; Sauer, Alexander
The liberalization of the German energy market has created opportunities for end-consumers, including industrial companies, to actively participate in the electricity market. By making their energy loads more flexible, consumers can generate additional income and thus save money. Energy storage systems can be utilized to achieve the required flexibility by temporarily storing excess electrical energy in the form of heat, cold, or electricity for later use. This publication focuses on how the dimensionality of energy storage is influenced by load forecasting. The results show that inaccuracies in load forecasting lead to a direct over-dimensioning and thus, a deterioration of the economics of energy storage technologies. Using two scenario cases, it shows on the one hand how important good forecasts are and on the other hand that buffers must be included in the conceptual design in order to be able to compensate for forecast errors.
Open Access
Techno-ökonomische Bewertung von energieträgerübergreifenden hybriden Energiespeichern
(Stuttgart : Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, 2023) Emde, Alexander; Sauer, Alexander (Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Kfm.)
Um die Klimaziele erreichen zu können, muss die zukünftige Energieerzeugung zu großen Teilen über erneuerbare Energien bereitgestellt werden. Diese Erzeugungsarten unterliegen Fluktuationen, wodurch der Energiebedarf und die Energieerzeugung nicht synchron sind. Energiespeicher sind eine potenzielle Lösung, um die Erzeugung und den Verbrauch zeitlich zu entkoppeln. Energiespeichertechnologien erweisen sich nicht nur im Kontext des Stromnetzes, sondern auch im Einsatz für Industrieunternehmen als sinnvoll. So kann ein Energiespeicher für diverse Anwendungsfälle in der Industrie genutzt werden. Dabei bietet der Einsatz von Energiespeichern verschiedene Vor- und Nachteile. Die größten Hemmnisse beim Einsatz von Energiespeichertechnologien sind die zu hohe Investition und zu geringen Erlöse. Fokus der Arbeit ist die Bewertung und Auslegung von energieträgerübergreifenden hybriden Energiespeichersystemen für Industrieunternehmen und die damit verbundenen wirtschaftlichen Erlöse, die ein Industrieunternehmen erzielen kann. Das Ergebnis ist ein neues methodisches Vorgehen zur techno-ökonomischen Bewertung von energieträgerübergreifenden hybriden Energiespeichern, der es erlaubt, den Einsatz, die Investition und die Erlöse von Energiespeichersystemen im industriellen Kontext zu optimieren und damit ein zukunftsorientiertes Energiesystem zu betreiben. In dieser Arbeit werden die Anwendungsfälle Netzentgeltreduktion (Peak Shaving und Atypische Netznutzung), Eigenverbrauchsoptimierung, Effizienzsteigerung und Nutzung dynamischer Strompreise näher betrachtet. Dabei wird sich auf die Kombination von elektrochemischen, thermischen, mechanischen und chemischen Energiespeichern zu energieträgerübergreifenden hybriden Energiespeichersystemen fokussiert. Anhand zweier Fallstudie aus der Praxis werden jeweils monoenergetische und hybride Energiespeicherkonfigurationen ausgelegt und bewertet. Dabei zeigt sich, dass die Wirtschaftlichkeit stark von den technischen und ökonomischen Kennwerten der Energiespeichertechnologien und von den eingesetzten Energieträgern abhängig ist.