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Possible role of power-to-heat and power-to-gas as flexibleloads in German medium voltage networks

Frontiers in Energy 2017年第2期11卷 135-145页

作者： Mark KUPRAT martin bendig Klaus PFEIFFER Forschungszentrum 3E LS EVH Siemens-Halske-Ring 13 03046Cottbus Germany

Germany’s energy transition triggered a rapid and unilateral growth of renewable energy sources (RES) in the electricity sector. With increasing shares of intermittent RES, overcapacities during periods of strong wind and photovoltaic electricity generation occur. In the face of insufficient transmission capacities, due to an inhibited network extension, the electricity generation has to be curtailed. This curtailment of RES leads to economic losses and could be avoided through flexible loads. As an option to cope with those problems, the technologies of power-to-gas (PtG) and power-to-heat (PtH) are presented in this paper. First, the alkaline electrolyzer (AEL), polymer electrolyte membrane electrolyzer (PEMEL), and solid oxide electrolyzer cell (SOEC) are investigated regarding their operational parameters. Second, the electric boiler, electrode heating boiler, and heat pumps are considered. Ultimately, the network-supporting abilities and the potential to provide ancillary services, such as control power, load sequence operation, cold start and part load capability, are compared among one another.

关键词： power-to-gas power-to-heat flexible loads ancillary services coherent energy systems

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