Efficiency potential in private sector in ADRES : autonomous decentralized renewable energy system

Abstract

In den vergangenen Jahren hat das europäische Energiepaket mit den "20-20-20"-Zielen eine enorme Verbreitung von erneuerbaren Energien insbesondere im Bereich der dezentralen Stromerzeugung verursacht. Die dezentrale und fluktuierende Natur des erzeugten Stroms aus erneuerbaren Quellen bringt neue Herausforderungen in den Bereichen Sicherheit, Energiebilanz und Frequenzregelung von Stromnetzen (speziell Mikrogrids) mit sich. Diese Herausforderungen werden zusätzlich durch einen steigenden Energiebedarf, vor allem im Haushaltsbereich, überlagert. In dieser Hinsicht ist die Energieeffizienz (EE) der erste Schritt, um den Energiebedarf und somit die CO2-Emissionen zu reduzieren. Dies soll die Zielerreichung des EU-Energiepakets ermöglichen. Zur Stabilisierung der Netzfrequenz spielt Frequenz Demand-Response (DFR) eine bedeutende Rolle. Entsprechend wird in dieser Studie das Potenzial der Energieeffizienz im Haushaltsbereich in Österreich mit Hilfe von durchgeführten Umfragen untersucht.<br />Ergebnisse der Untersuchungen zeigen, dass nur durch den Austausch alter weißer Ware inklusive TV mit ihrem besten verfügbaren Gegenstück auf dem Markt im Jahr 2020 knapp 2,6 TWh Energie im Vergleich zu 2008 eingespart werden kann. Berücksichtigt man alle verfügbaren Energie-Richtlinien und Aktionspläne im österreichischen Haushaltssektor, können imMittel 35% des jährlichen Energieverbrauchs in Privathaushalten eingespart werden.<br />Zusätzlich wird in der Arbeit der tägliche Lastgang der einzelnen Haushalte über ein stochastisches Markov-Chain-Modell simuliert. Die Ergebnisse zeigen, dass unter Berücksichtigung der Nachfrage als virtuelle Stromerzeugung in Mikronetzen, diese dem Netz als zusätzliche Regelungskapazität zur Verfügung steht. Dispatching der Nachfrage kann somit die nichtkontrollierbare Erzeugung von Strom aus dezentaler Mikroerzeugung in den Mikro-Netzen ausgleichen.<br />

Over the past several years, European energy target "20-20-20 until 2020" caused enormous uptake of renewable energy resources especially micro generations in the production of electricity.<br />Decentralized and non-dispatchable nature of generated electricity from renewable resources rises up new challenges in security, energy balance and frequency regulation of electricity grid specifically micro grids.<br />In order to overcome the emerged challenges, energy demand on the top of it domestic energy consumption has drawn lots of attraction among last years. In this regard, energy efficiency (EE) is the first step in order to reduce the energy demand and consequently decrease the emission of CO2, along with European energy target. On the other hand, demand frequency response (DFR) plays a significant role in making the frequency of the electricity grid balanced. In this study, potential of energy efficiency in the domestic sector has been investigated through conducted survey in Austria. Result of the investigations reveals that only by replacing old white goods including TV with their best available counterpart in the market in 2020, almost 2.6 TWh energy will be saved in comparison with 2008. Taking all available energy directives and action plans in the Austrian domestic sector into account, leads to save in average 35% of annual energy consumption in individual households.<br />On the other hand, a daily load profile of individual households has been simulated via a stochastic Markov chain model. Results show that considering the demand as virtual power generation in micro grids, enables the power system to be provided with spinning reserves through consumption. Dispatching the demand makes up for uncontrollable produced electricity from micro generations in micro grids.<br />