Was wird getestet?

DB Energie GmbH

RealLabor Energie

Gemeinsam für eine klimaneutrale DB.

Was wird getestet?

Das RealLabor Energie bietet den Projektpartnern die Möglichkeit, technologische Entwicklungsschritte an der kritischen Infrastruktur und neue Nutzungsszenarien zu testen. Die Partner vernetzen bestehende mit neuen technischen Komponenten – wie smarte Messkonzepte und Anlagensteuerungen oder Batteriespeichersysteme. Im RealLabor erfolgreich verprobte Anwendungsfälle sollen konzernweit als Blaupause dienen.

Als DB Energie betreiben wir deutschlandweit eine Vielzahl geschlossener Verteilnetze (gVN). Die gVN bilden die infrastrukturelle Grundlage für die Stromversorgung unserer stationären Anlagen, wie Personenbahnhöfe, Werke und weiterer Immobilien und stoßen langsam an ihre ursprünglich bemessenen Kapazitätsgrenzen. Vor diesem Hintergrund ist die optimierte Steuerung von Energieangebot und -Nachfrage innerhalb der gVN von besonderer Bedeutung. Im RealLabor Energie stellen wir uns dieser deutschlandweiten Herausforderungen im Rahmen der Energiewende in einem kleinen Maßstab und können maßgeschneiderte Gegenmaßnahmen entwickeln.

Welchen Aufgaben stellen wir uns im RealLabor Energie aktuell und was testen wir genau?

Autarkie- und Flexibilisierungspotenziale des Micro Smart Grids

Mit vorausschauendem Verhalten stationärer elektrischer Speicher, flexiblen Verbrauchern sowohl von Strom als auch Wärme oder Elektrofahrzeugen wird ein zuverlässiger und kostenminimaler Betrieb von Energiesystemen gewährleistet. Solche Inselnetze (=Micro Grids) können unabhängig vom öffentlichen Stromnetz die Energieversorgung sichern. Eine intelligente Vernetzung der einzelnen technischen Komponenten untereinander, ermöglicht die optimale Nutzung des eigens erzeugten Stroms, beispielsweise durch die PV-Anlage. Durch diese Eigenverbrauchsoptimierung kann ein möglichst hoher Autarkiegrad des Micro Smart Grids erzielt werden. Eine solche Unabhängigkeit vom Stromverteilnetz wirkt sich wiederum positiv auf die Netzausbaubedarfe aus.

Testen von intelligenten Steuerungsmechanismen zwischen den technologischen Komponenten

Zur Steuerung der Energieflüsse und der Eigenverbrauchsoptimierung kommt ein neu aufgebautes Energiemanagementsystem (EnMS) zum Einsatz. Das EnMS erkennt Bedarf und Verbrauch des lokalen Netzes (Micro Grid) und formt es so zu einem Micro Smart Grid. Über “intelligente Schnittstellen” kann das EnMS auf Basis der voreingestellten Entscheidungsvorlagen, Energie direkt von den Erzeugern, aus dem Speicher oder aus dem Netzanschlusspunkt beziehen und somit Energieflüsse drosseln oder hinzuschalten.

Smart-Meter-Rollout und -Gateway

(Dezentrale) Energieerzeugung und -verbrauch im Gleichgewicht zu halten – also Versorgungssicherheit zu gewährleisten ohne zusätzliche Netzkapazitäten zu schaffen – ist nur mit einem intelligenten Netz sowie entsprechenden Flexibilitäten möglich. Intelligente Messsysteme – sogenannte Smart Meter und digitale Stromzähler – sind dazu der Schlüssel. Im RealLabor Energie verproben wir den markt- und regulierungskonformen Einbau (Vorbereitung des Smart-Meter-Rollouts) und testen den Betrieb (Rolle des Messstellenbetreibers). Immens wichtig ist, die gesamte/n Stromnutzung/-verbräuche beobachten, steuern und optimieren zu können.

Das Smart Meter Gateway (SMGW), als zusätzliche Hardwarekomponente, gewährt nicht nur transparente Einsicht über den individuellen Stromverbrauch der Anlagen, sondern ist auch zur Kommunikation mit Zählern anderer Komponenten im RealLabor Energie vernetzt. Da das SMGW auch die Aufgabe erfüllt, Zählerdaten automatisch an den Messstellen- oder Netzbetreiber zu übermitteln, sind alle Kommunikationsflüssen durch entsprechende Verschlüsselung auf ein gesonderte Schutzniveau zu heben.

Kompatibilität und Synergieeffekte bidirektionaler Anlagen

Die Elektromobilität ist eine der Kerntechnologien zur Dekarbonisierung des Individualverkehrs und im stetigen Hochlauf. Sie macht deutlich, dass smartes bzw. gesteuertes Laden für das Gelingen der Energiewende essenziell ist. Dies kann nur funktionieren, wenn alle Kommunikationsschnittstellen rund um die Ladeinfrastruktur mit dem Fahrzeug und dem Stromnetz kompatibel sind.

Im RealLabor Energie prüfen wir Ladestationen unter verschiedenen Netzanschlusssituationen. Bei unterschiedlichen Fahrzeugen mit entsprechender Batteriekapazität und -spannung wird das Laden mit Wechsel- und Gleichstrom oder auch bidirektionaler Ladestation unter echtem Leistungsfluss getestet. Wir untersuchen die Potenziale bidirektionaler Energieanlagen (Batteriespeicher, bidirektionale Ladestation) auf technische Synergieeffekte sowie auf deren ökonomische Auswirkungen.

Visualisierung und Simulation von Last- und Datenflüssen

Kern des RealLabor Energie ist die intelligente Vernetzung der einzelnen technischen Komponenten. Zur Veranschaulichung der komplexen Zusammenhänge werden im vorhandenen Showroom die Last- und Datenflüsse der elektrischen Vorgänge auf Monitoren dargestellt. Durch diese interaktive Visualisierung werden die Inhalte ansprechend aufbereitet, die Energieflüsse zwischen den Komponenten nachvollziehbar und die Betrachter:innen so zum aktiven Entdecken eingeladen.

Ergänzt wird die Online-Visualisierung durch weiterführende technische Erläuterungen der Anlagenteile, die über einen Touchscreen ebenfalls interaktiv abrufbar sind. Im weiteren Verlauf ist eine Simulation von Energiedaten geplant, die z.B. den Lastverläufe und die Energieflüsse über den Tagesverlauf in zeitlich verkürzten Intervallen präsentieren.