Ein von der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) gefördertes Projekt (Projektnummer 881165).
Projektüberblick
FTI-Initiative:
Energieforschungsprogramm 6. Ausschreibung
Projektkoordinator:
Fachhochschule Salzburg GmbH
Projektlaufzeit:
01.03.2021 – 29.02.2024
Projektziele:
- Analyse der Ziele und Möglichkeiten von Energiegemeinschaften
- Ausarbeitung aller rechtlichen/regulatorischen, technischen und wirtschaftlichen Anforderungen an und von Energiegemeinschaften
- Konzeption einer offenen, sicheren, modularen und skalierbaren IT-Systemarchitektur für die Integration und den Betrieb von LECs
- Simulative Validierung und Proof-of-Concept-Evaluierung für ausgewählte Use Cases
Kurzfassung
Hintergrund:
Local Energy Communities (LECs), speziell in der Ausprägung als Erneuerbare Energiegemeinschaften (EEG), haben das Potential, die Energiewende zu unterstützen und werden auf EU-Ebene, aber auch nationaler Ebene politisch und gesellschaftlich unterstützt. Momentan läuft die Definition des regulatorischen und gesetzlichen Rahmens, die technische Umsetzung ist noch weitgehend offen.
Eine geschickte und effiziente Integration von LECs ins Gesamtsystem ist notwendig, damit die LECs einerseits ihre eigenen Ziele verfolgen können (z.B. Verbrauch der lokal erzeugten Energie, Erhöhung des Autarkiegrades), andererseits aber einen Beitrag für das Gesamtsystem leisten können (z.B. Reduktion von Leistungsspitzen, Bereitstellung von Flexibilitäten, Sicherstellung der Resilienz). Erfolgt die Integration unkoordiniert, besteht umgekehrt die Gefahr, dass LECs das Gesamtsystem negativ beeinflussen (z.B. durch Erhöhung von Gleichzeitigkeiten in Verbrauch und Erzeugung sowie die damit verbundene Erhöhung der Spitzenleistung) und die Resilienz beeinträchtigen.
Ziele:
Momentan existiert noch keine Vision für die digitale Integration von LECs. Dies birgt die Gefahr, dass ein Wildwuchs verschiedener Lösungen entsteht, welche ineffizient, unabgestimmt (nicht interoperabel) und nicht erweiterbar agieren. Genau hier setzt das Projekt ECOSINT an: der Ermöglichung der smarten Integration von LECs ins Gesamtsystem. Dazu werden drei Ziele realisiert:
- Die umfassende Analyse der Ziele und Möglichkeiten von LECs sowie die Ausarbeitung aller rechtlichen/regulatorischen, technischen und wirtschaftlichen Anforderungen an/von LECs
- Die Konzeption einer offenen, sicheren, modularen und skalierbaren IT-Systemarchitektur für die Integration und den Betrieb von LECs
- Die simulative Validierung und Proof-of-Concept-Evaluierung für ausgewählte Use Cases.
Geplante Ergebnisse:
Die Definition von verschiedenen LECs, sowie ihrer Anforderungen, aber auch die Anforderungen an LECs werden in ECOSINT umfassend analysiert. Die Breite des Konsortiums (Regulator, Netzbetreiber, Energieversorger, Service-Anbieter, Industrie und Forschung) erlaubt eine Analyse aus allen relevanten Perspektiven, weitere Expertise wird über Stakeholder-Workshops eingeholt. Ein Ergebnis des Projekts ist die systematische und formale Einordnung aller Ziele und Anforderungen für die smarte Integration von LECs.
Ein weiteres wichtiges Projektergebnis ist die modulare IT-Systemarchitektur für LECs, die auf der umfassenden Analyse aller Rahmenbedingungen fußt. Diese Architektur stellt interne und externe Schnittstellen für die Integration ins Energiesystem bereit, berücksichtigt wichtige Anforderungen wie IT-Security und den Schutz der Privatsphäre („by-design“) und bildet dadurch eine wesentliche Basis für zukünftige Gemeinschaften, unabhängig von deren Ausprägungen, Größen und externen Anbietern von Community-Services. Zum Beispiel soll eine LEC bei der Eigenverbrauchsoptimierung aus einer Reihe möglicher Ansätze wählen und sich für die bevorzugten Variante (z.B. auf Basis von Machine-Learning-Methoden) entscheiden können.
Die IT-Systemarchitektur wird als vollständiges, digitales UML Modell vorliegen; basierend auf der umfassenden Anforderungsanalyse. Eine Instanziierung der Systemarchitektur für einzelne LECs wird exemplarisch demonstriert, simulativ validiert und zusammen mit Stakeholdern evaluiert.
Insgesamt wird durch das vorliegende Projekt die Basis geschaffen, um LECs effizient und sicher zu integrieren und zu betreiben, ihre internen Ziele zu gewährleisten und gleichzeitig den Nutzen für das Gesamtenergiesystem zu optimieren.
Executive summary
Background:
Local Energy Communities (LECs), especially in the sense of Renewable Energy Communities (RES), have the potential to support the energy transition and are politically and socially supported at EU level, but also at national level. Currently, the definition of the regulatory and legal framework is underway, the technical implementation is still largely open.
A smart and efficient approach for the integration of LECs into the overall system is necessary, on the one hand to allow LECs to fulfil their own goals (e.g., consumption of locally generated energy, increasing the degree of self-sufficiency), while on the other hand making a contribution to the overall system (e.g., reduction of power peaks, provision of flexibilities, ensuring resilience). Conversely, an uncoordinated integration of LECs could have a negative impact on the energy system as a whole and be detrimental to its resilience (e.g. by increasing simultaneity in consumption and generation and the associated increase in peak power).
Goals:
Currently, there is no vision for the digital integration of LECs. This creates the risk of a proliferation of different solutions that are inefficient, uncoordinated (not interoperable) and not extensible. This is exactly where the ECOSINT project comes in: Enabling the smart integration of LECs into the overall system. To this end, three goals are being realized:
- The comprehensive analysis of the goals and possibilities of LECs as well as the elaboration of all legal/regulatory, technical and economic requirements to/of LECs.
- The design of an open, secure, modular and scalable IT system architecture for the integration and operation of LECs.
- The simulative validation and proof-of-concept evaluation for selected use cases.
Planned results:
The definition of different LECs, as well as their requirements, but also the requirements for LECs will be comprehensively analysed in ECOSINT. The broad expertise of the consortium (regulator, grid operators, energy suppliers, service providers, industry and research) allows an analysis from all relevant perspectives; further expertise will be obtained via stakeholder workshops. One result of the project is the systematic and formal classification of all goals and requirements for the smart integration of LECs.
Another important result of the project is the modular IT system architecture for LECs, which is based on the comprehensive analysis of all framework conditions. This architecture provides internal and external interfaces for integration into the energy system, takes into account important requirements such as IT security and privacy protection („by-design“) and thus, forms an essential basis for future communities, regardless of their characteristics, sizes and external providers of community services. For example, in the case of self-consumption optimisation, a LEC should be able to choose from a set of possible approaches and decide on the preferred variant (e.g., based on machine learning methods).
The IT system architecture will be available as a complete, digital UML model; based on the comprehensive requirements analysis. An instantiation of the system architecture for individual LECs will be exemplarily demonstrated, validated in simulations and evaluated together with stakeholders.
Overall, the project will provide the basis for the efficient and secure integration and operation of LECs, will allow LECs to fulfil their internal goals and at the same time optimizing the benefit of LECs for the energy system as a whole.