Herausforderungen für die Photovoltaik im Stromnetz

In der vergangenen Woche hatte ich schon gefragt, wie viele Erneuerbare Energien das Stromnetz verträgt. Darauf hat sich zu dem Beitrag eine Diskussion um Speichertechnologien entwickelt und bei dem auslösenden Blog-Artikel begann eine Diskussion um das Stromnetz in Österreich. Kaum ein Thema hat bisher so viele Reaktionen in kurzer Zeit ausgelöst.

Passend dazu war ich heute auf dem ersten Tag der Solarpraxis-Konferenz „2nd Inverter and PV System Technology Forum 2012“, denn dort geht es auch um die weitere Bewältigung des Wachstums an Photovoltaik-Anlagen im Stromnetz. Ist das Stromnetz überhaupt vorbereitet für so viel Strom aus Erneuerbaren Energien?

Wie in dem vorgenannten Artikel bereits erwähnt, wurde das Stromnetz für eine zentrale Einspeisung konzipiert, die überwiegend im Mittel- und Hochspannungsnetz statt findet. Bei Photovoltaik erfolgt die Einspeisung aber im Niederspannungsnetz und von vielen einzelnen Orten dezentral. Die Vorraussetzungen ändern sich also erheblich. Zudem haben wir es bei Eneuerbaren Energien mit einem volatilen Stromangebot zu tun.

Schon heute sind Begriffe wie Netzmanagement, Einspeisemanagement und Frequenzkontrolle wichtig in der Photovoltaik-Branche. Man muss sich heute mehr damit befassen, wie Erneuerbare Energien intelligent in das Stromnetz integriert werden können. Gleichzeitig muss Strom immer und überall ausreichend verfügbar sein, das Netz stabil bleiben und frei von Spannungs-Spitzen sein.

Neue Stromleitungen werden dazu unumgänglich sein, die aber insbesondere durch die Offshore Windenergie notwendig werden. Photovoltaik hat immerhin den Vorteil, durch überwiegend verbrauchsnaher Erzeugung. In Teilen von Bayern ist das Stromnetz jedoch schon an seine Grenze geraten, ein Ausbau ist dringend notwendig.

Es braucht künftig auch eine Steuerung des Angebots an Strom in einem intelligenten Stromnetz. Strom, der im Netz nicht benötigt wird, lädt den lokalen Kurzzeitspeicher, z.B. eine Batterie, oder den regionalen Langzeitspeicher, z.B. ein Lageenergiespeicher oder Pumpwasserkraftwerk. Er könnte aber auch den Warmwasserspeicher im Haushalt erwärmen. Wenn zu wenig Strom vorhanden ist, werden die Speicher entladen oder ein Gas- oder Biogas-Kraftwerk wird angefahren.

Ein weiterer Punkt des intelligenten Netzes sind variable Stromtarife. Wenn es Überangebot an Strom gibt, wird Strom günstiger, und bei hoher Nachfrage wird Strom teurer. Verbraucher, die von der Betriebszeit unabhängig sind, können künftig mit dem Netz kommunizieren und bei günstigen Strompreisen den Betrieb starten. Diese Kommunikation könnte z.B. auch dazu dienen, die Be- und Entladung von Speichern oder die Einspeisung von Stromerzeugern zu regeln. Bestandteile des Stromnetzes werden künftig miteinander kommunizieren können – für eine optimale Stromversorgung. Jeremy Rifkin spricht hier übrigens von einer dritten industriellen Revolution oder einem neuen Internet, wie es auch Herr Prof. Gerd Becker in seinem Vortrag ausgesprochen hat.

Stromspeicher werden eine bedeutende Stellung einnehmen im künftigen Stromnetz. Dazu gehören die unterschiedlichen Arten von Kurzzeit- bis Langzeitspeicher. Je größer die Differenz zwischen den Kosten des PV-Systems und den Strombezugskosten, umso interessanter wird die Investition in einen Batteriespeicher für z.B. einen Privathaushalt. Allerdings sind alle Arten von Speicher noch sehr teuer.

Mehr zu Stromspeicher dann in einem weiteren Artikel morgen. Die genannten Bestandteile eines neuen, intelligenten Stromnetzes sind nur eine kleine Auswahl. Es ist nicht einfach, wenn man nicht direkt in der Branche arbeitet und sich nicht so gut auskennt, auch noch die englischen Fachbegriffe innerhalb der Vorträge zu übersetzen.