Forscher der Western University in Kanada haben ein virtuelles Open-Source-Dienstprogramm auf Blockchain-Basis für den Peer-to-Peer-Handel (P2P) mit Solarenergie entwickelt. Mithilfe von Smart Contracts können in simulierten Szenarien Einsparungen von bis zu 1,600 US-Dollar für zehn Haushalte erzielt werden.
Bild: Western University, Solar Energy Advances, CC BY 4.0
Wissenschaftler der Western University in Kanada haben ein neuartiges, autonomes virtuelles Open-Source-Dienstprogramm entwickelt, das PV-Nutzer überwacht und P2P-Handel ermöglicht. Ihr auf der Blockchain-Technologie SolarXchange basierendes System erstellt selbst intelligente Verträge und ermöglicht stündliche Transaktionen zwischen Benutzern. „Wir sind wirklich daran interessiert, mit zukunftsorientierten Stromversorgern zusammenzuarbeiten, die eine weit verbreitete dezentrale Solarstromerzeugung und P2P-Börsen ermöglichen möchten, um ein wirklich widerstandsfähiges Stromnetz zu schaffen“, sagte der korrespondierende Autor Dr. Joshua M. Pearce gegenüber pv Magazin.
„Für Versorgungsunternehmen, die sich für die dezentrale Stromerzeugung entscheiden, gibt es verschiedene Geschäftsmodelle. Ein verlockender Ansatz ist die Ermöglichung des P2P-Handels mit Solarstrom“, so die Wissenschaftler. „Das Hauptproblem besteht darin, dass Abrechnungssysteme für die zentrale Stromerzeugung eingerichtet wurden. Es wird eine neue Abrechnungs-/Handelsmethode benötigt, die für die dezentrale Stromerzeugung geeignet ist. Ein Ansatz ist die Verwendung der Blockchain-Technologie, da diese sichere Transaktionen ermöglicht.“
Das neuartige virtuelle Versorgungsunternehmen basiert auf zwei Vertragsebenen, die mit Solidity, einer der beliebtesten Smart-Contract-Sprachen, geschrieben wurden. Im Blockchain-Kontext sind Smart Contracts Codes, die automatisch Aufgaben ausführen, wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind. Auf der ersten Ebene hat jedes teilnehmende Haus einen Hausvertrag, der den allgemeinen Zustand der PV-Erzeugung und des Bedarfs des Benutzers beschreibt. Auf der zweiten Ebene betreibt das virtuelle Versorgungsunternehmen den HouseFactory-Vertrag, der Informationen aus den Verträgen der ersten Ebene aufnimmt, den Bedarf und die Produktion der einzelnen Haushalte verfolgt und entscheidet, wann Strom ausgetauscht werden soll.
„Unit-Tests für jede Methode der Verträge werden in Solidity geschrieben und Daten zu Gasverbrauch und -kosten werden gesammelt. Es ist zu beachten, dass sich das „Gas“ im Kontext von P2P-Netzwerken auf die Maßeinheit für Transaktionsgebühren und Rechenkosten bezieht, nicht auf Erdgas“, sagte die Gruppe. „Die Gesamtkosten für die Bereitstellung der Verträge wurden berechnet, indem die Verträge auf die lokale Truffle-Blockchain migriert und die Informationen zu Gasverbrauch und -kosten aus der Terminalausgabe abgerufen wurden.“
Bild: Western University, Solar Energy Advances, CC BY 4.0
Nach dem Testen der Blockchain-Funktionen wird eine JavaScript-Simulation entwickelt, um die Verträge für tatsächliche Last- und PV-Erzeugungsdaten für ein Jahr stündlich zu verwenden. Die Simulation berücksichtigt zwei Szenarien: Beide umfassen 10 Haushalte und echte Strominformationen aus New York City. Die erste Fallstudie, „True Peers“, stellt ein ausgereiftes System in der Zukunft dar, in dem alle Haushalte Prosumer mit eigener PV sind.
„Die zweite Fallstudie heißt Intermittent Transition. In dieser Fallstudie gibt es vier Arten von Häusern“, erklärten die Wissenschaftler. „Erstens hat ein Viertel der Häuser die doppelte PV-Leistung, die sie für den Eigenverbrauch benötigen, was Haushalte mit großen, unbeschatteten Dachflächen darstellt. Zweitens hat ein Viertel genug PV, um ihren jährlichen Stromverbrauch zu decken, was der Art und Weise entspricht, wie die meisten PV-Dachsysteme heute ausgelegt sind, um die Netto-Messtarife zu nutzen. Drittens hat ein Viertel der Häuser nur die Hälfte der PV, die zur Deckung ihres Stromverbrauchs erforderlich ist, was Häusern auf einem kleinen Grundstück oder in einer nicht optimalen Lage entspricht. Schließlich hat ein Viertel keine PV, was Haushalte ohne verfügbare PV-Fläche aufgrund von Beschattung oder Haushalte ohne Zugang zu Kapital für die Installation von PV darstellt.“
Die Fallstudie „True Peers“ führte zu einem Energieaustausch von 521 kWh, was bei einer zeitabhängigen Tarifstruktur (ToU) zu jährlichen Gesamtkosteneinsparungen von 70.78 US-Dollar führte. Im Gegensatz dazu führte die Fallstudie „Intermittent Transition“ zu einem Austausch von 11,478 kWh, was bei derselben ToU-Tarifstruktur zu Nettoeinsparungen von insgesamt 1,599.24 US-Dollar führte.
„Eine größere Variabilität in der Photovoltaik-Produktion führte somit zu einer Steigerung des Austauschs um mehr als das Zwanzigfache und zu Nettokosteneinsparungen“, so die Forscher.
„Diese Forschung soll zeigen, dass es möglich ist, ein effektives P2P-System zur virtuellen Nettomessung von Gas zu schaffen, das für die Benutzer nur minimalen Wartungsaufwand erfordert und ihnen dennoch Geld spart“, schloss die Gruppe. „Dadurch wird der Besitz von Photovoltaikanlagen und die Teilnahme an einem P2P-Netzwerk durch dieses System zugänglicher. Sowohl PV-Besitzer als auch Nicht-PV-Besitzer profitieren von der Teilnahme an diesem System, wie aus der Fallstudie zum intermittierenden Übergang hervorgeht. Versorgungsunternehmen sollten die Rolle des virtuellen Versorgungsunternehmens im vorgeschlagenen System übernehmen, um den P2P-Prozess zu zentralisieren.“
Sie stellten ihr System in „Using a ledger to ease autonomous peer-to-peer virtual net metering of solar photovoltaic distributed generation“ vor, das kürzlich veröffentlicht wurde in Fortschritte in der Solarenergie.
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Quelle aus pv Magazin
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