FlexChain
Entwicklung einer datengetriebenen Plattform zur Verknüpfung und Analyse von Batteriematerialdaten unterschiedlicher Quellen, um Produktionsprozesse zu optimieren, Qualitätsprognosen zu ermöglichen und eine nachhaltige Batteriezellherstellung zu fördern.
Ziel des Projekts FlexChain ist die Entwicklung eines nutzerfreundlichen, dezentral organisierten IKT-Systems, das Prosumer, insbesondere Haushalte mit eigener Stromerzeugung, dazu befähigt und motiviert, ihre Energie-Flexibilitäten netzdienlich bereitzustellen. Damit soll eine effektive Alternative zur konventionellen Netzverstärkung geschaffen und ein wichtiger Beitrag zur lokalen Stabilisierung von Verteilnetzen im Niederspannungsbereich geleistet werden.
FlexChain knüpft an die Ergebnisse des Projekts Designetz an und erweitert diese um neue Ansätze zur Steuerung von flexiblem Energiebedarf im privaten Bereich – etwa durch die Einbindung von Wärmepumpen oder Hausspeichern. Im Fokus steht dabei das Potenzial sogenannter Kleinstflexibilitäten, die bei intelligenter Koordination lokale Netzengpässe wirksam vermeiden können. Hierzu wird ein System entwickelt, das die Energieerzeugung dezentraler Anlagen mit flexibel steuerbarem Verbrauch verknüpft. Um die häufig komplexen Vertrags- und Abwicklungsprozesse rund um den Handel mit Flexibilitäten zu vereinfachen, setzt FlexChain auf den Einsatz von Smart Contracts, die eine automatisierte und rechtssichere Umsetzung ermöglichen. So entsteht ein innovativer, digital gestützter Lösungsansatz für ein stabiles, effizientes und zukunftsfähiges Energiesystem.
Unsere Rolle im Projekt
Ausgestaltung und Implementierung von Smart Contracts. Das August-Wilhelm Scheer Institut ist verantwortlich für die Konzeptionierung der Handelsprozesse zwischen Haushalten und Netzbetreiber, der Untersuchung und Festlegung der dafür notwendigen Datenbasis und IT-Architektur sowie der Implementierung der Transaktionsprozesse mithilfe von Smart Contracts. Ein dezentrales Blockchain-Netzwerk soll realisiert werden, um Transaktionen fälschungssicher und transparent abzuwickeln. Auf diese Weise wird eine weitgehend vollständige Automatisierung der Transaktionen erreicht, welche eine praktikable sowie wirtschaftlich sinnvolle Nutzung kleiner Flexibilitätspotenzial ermöglicht.
Entwicklung eines Matching-Algorithmus. Das Ungleichgewicht zwischen Erzeugung und Verbrauch soll optimal angepasst werden. Entscheidend dafür ist die Möglichkeit zur effizienten Identifikation eines oder mehrerer passender Flexibilitäts-Angebote für einen prognostizierten Bedarf im Netz. Die Entwicklung eines entsprechenden Matching-Algorithmus soll dies sicherstellen. Dabei müssen relevante Netzparameter, Flexibilitätscharakteristika und Wirtschaftlichkeitsaspekten berücksichtigt werden.
Die Ausgangssituation
Der Handlungsbedarf im Überblick
Bis heute wurde elektrische Energie hauptsächlich zentral von einigen großen Erzeugern, wie etwa Kohlekraft- und Atomkraftwerken produziert und über ein Stromnetz bis an Endverbraucher weitergeleitet. Doch der strukturelle Wandel bewirkt weitreichende Veränderungen im Energiesektor. Zum einen wird die Stromproduktion immer dezentraler und entsprechend der Wetterbedingungen fluktuierender. Zum anderen ist der Wandel von wenigen großen Produzenten, die vielen Konsumenten gegenüberstehen hin zu sogenannten Prosumern, welche sowohl Strom konsumieren als auch produzieren, unumgänglich. Aufgrund des Zubaus von Kleinerzeugungsanalagen sowie verstärkter Elektromobilität nimmt die Gefahr von Spannungsbandverletzungen durch lokale Engpässe im Niederspannungsnetz weiter zu.
All dies hat Konsequenzen für die Verteilnetze, die mit einer dezentralen und dynamischeren Stromerzeugung umgehen müssen. Flexibilität steht in diesem Zusammenhang für ein zentrales Instrument, das Erzeugungs- und Verbrauchsverhalten dynamisch anzupassen. Jedoch wird das Flexibilitätspotential von Haushalten und Kleinstunternehmen bisher nur eingeschränkt genutzt.
Zunahme dezentraler, fluktuierender Stromerzeugung durch Prosumermodelle
Notwendigkeit zur Nutzung von Flexibilitätspotenzialen zur Entlastung lokaler Verteilnetze
Eure Kontaktperson
FlexChain
Blockchain-induzierte Aktivierung kleiner Flexibilitätspotentiale im Niederspannungsnetzwerk
Shari Alt
shari.alt@aws-institut.de
+49 162 2399 656
Eure Kontaktperson
FlexChain
Blockchain-induzierte Aktivierung kleiner Flexibilitätspotentiale im Niederspannungsnetzwerk
Shari Alt
shari.alt@aws-institut.de
+49 162 2399 656
Unser Lösungsansatz im Fokus
Zunächst erfolgt die Konzeptionierung und Implementierung der Handelsprozesse, um kleinteilige Flexibiliäts-Transaktionen zwischen Haushalten und Netzbetreibern abzubilden. Die Transaktionsprozesse werden mittels Smart Contracts dargestellt. Voraussetzung für die Akzeptanz des Systems durch private Haushalte sowie die praktische Nutzbarkeit von Kleinflexibilitäten zur Netzstabilisierung durch den Netzbetreiber, ist die sichere und effiziente Abbildung der Transaktionsprozesse. Die Expertise des August-Wilhelm Scheer Instituts im Bereich Flexibilitätsmanagement soll zur konzeptionellen Beschreibung möglicher Handelsprozesse sowie deren Implementierung in der Blockchain (verkettete Folge von Datenblöcken, die über die Zeit weiter fortgeschrieben und dezentral gespeichert wird) genutzt werden. Außerdem soll zur Optimierung der Netzplanung ein Algorithmus entwickelt werden, der ein optimales Matching von Flexilitäts-Angebot und -Nachfrage ermöglicht.
Förderhinweis
Das Projekt FlexChain ist gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz.
Förderkennzeichen: 03EI6036A
Laufzeit: 01.09.2020 – 29.02.2024