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Neue innovative Konzepte zur Integration von erneuerbaren Energien in das Stromnetz

Dezentraler Energiespeicher
Dezentrale Energiespeicher von Bosch vereinfachen die Eingliederung der erneuerbaren Energien in das bestehende Stromnetz. Grafik: Robert Bosch GmbH
Dezentraler Energiespeicher
Dezentrale Energiespeicher von Bosch vereinfachen die Eingliederung der erneuerbaren Energien in das bestehende Stromnetz. Grafik: Robert Bosch GmbH

Während die Politik diskutiert, streitet und immer wieder mit abstrusen neuen Vorschlägen zur Reform des EEG um die Ecke kommt, bewegt sich der Markt für die Integration der erneuerbaren Energien. Wie Markt? Die diskutiert doch noch, wie kann der Markt da schon handeln?

In den letzten Tage scheint große Bewegung in den Markt gekommen zu sein, vielleicht durch E-World in Essen oder durch den politischen und wirtschaftlichen Druck auf die erneuerbaren Energien. Mir sind vier fünf Beispiele untergekommen, die alle sehr spannende Konzepte haben zur Integration erneuerbarer Energien in das Stromnetz bieten. Ich stelle sie hier nur kurz vor.

Betriebssystem für die Energiewende

Auf der Energiemesse E-World in Essen hat Lichtblick eine neue Software vorgestellt zur Vernetzung und Optimierung von dezentralen Kraftwerken und Speichern. Dieser sogenannte SchwarmDirigent soll das Betriebssystem der Energiewende werden. Es soll die ganzen verstreut liegenden Photovoltaikanlagen, Windenergieanlagen, die Lichtblick-ZuhauseKraftwerke, Batteriespeicher und Elektroautos werden damit vernetzt und gesteuert um für eine sichere Versorgung, stabile Netze und einen wirtschaftlich optimalen Betrieb zu sorgen.

LichtBlick setzt den SchwarmDirigenten bereits erfolgreich zur Steuerung von 700 dezentralen ZuhauseKraftwerken ein. Die Mini-Blockheizkraftwerke von Volkswagen erzeugen im optimierten Betrieb Wärme für Gebäude und SchwarmStrom, der von LichtBlick bedarfsgerecht ins Netz eingespeist wird.

Es ist der richtige Weg von Lichblick möglichst viele verschiedene Erzeuger und auch Speicher in ihr Konzept einzubeziehen. Eingriffe in die Steuerung werden von außen notwendig sein, um den Strom optimal vermarkten zu können. Bei Überangebot, bzw. niedrigen Preisen an der Strombörse, werden Speicher genutzt und die ZuhauseKraftwerke, je nach Bedarf, auch um Regelenergie anbieten zu können.

Integration durch virtuelle Kraftwerke

Die Stadtwerke-Kooperation Trianel sieht ebenfalls einen Bedarf in der Vernetzung und intelligenten Steuerung von dezentralen Erzeugungsanlagen, um die Stromnetze zu stabilisieren und auf die Situation an der Strombörse zu reagieren. Auch hier geht man den Weg des Verbundes von von regenerativen Erzeugungsanlagen hin zu virtuellen Kraftwerken, um sie bedarfsgerecht steuern zu können und für den Regelenergiemarkt interessant zu machen.

Gemeinsam mit der Direktvermarktungstochter GESY betreibt Trianel seit Beginn des Jahres ein virtuelles Kraftwerk. Rund 40 Windparks mit einer Gesamtleistung von über 1.000 MW sind über verschiedene Schnittstellen integriert. Somit sind die Wirkleistungen steuerbar und die Daten der Windräder online auslesbar, und sie können bei negativen Preisen abgeregelt werden.

Gleichzeitig wird mit der online gemessenen Wirkleistung die Erzeugungsprognose optimiert. Bilanzkreisabweichungen lassen sich so minimieren. Für diese fernsteuerbaren Anlagen erhalten die Anlagenbetreiber über die Managementprämienverordnung eine erhöhte Vergütung. Das Anbinden und Aussteuern mit Smart-Metering-Technik hat das Stadtwerke-Netzwerk in einem Pilot-Windpark bereits erfolgreich getestet.

Mit zunehmender fluktuierender Einspeisung aus Windenergie- und Photovoltaikanlagen im Stromnetz wird es immer wichtiger, den existierenden Kraftwerkspark weiter zu flexibilisieren. Da der Zubau von Großkraftwerken aus heutiger Sicht nicht ausreichen wird, um den zukünftigen Bedarf an flexibler und zeitgleich sicher verfügbarer Leistung zu decken, spielen dezentrale Kapazitäten eine wesentliche Rolle. Virtuelle Kraftwerke können einen wertvollen Beitrag leisten, die vorhandenen und weiter zunehmenden Potenziale dezentraler Erzeugung für den Strommarkt sowie die Systemdienstleistungsmärkte, z. B. den Regelenergiemarkt, zu nutzen.

Windenergieanlagen werden intelligenter

Ein ganz eigenes Konzept, aber im Prinzip auch in diese Richtung gehend, zeigt der Produzent von Windräder General-Electric. Das neue Windrad WEA 2.5-120 ist besonders gut für Schwachwind-Standorte geeignet und hat eine intelligente Steuerung integriert. Ebenfalls enthalten ist ein Speicher, eine moderne Steuereinheit und Vorhersage-Algorithmen. Die Windenergieanlage kann mit benachbarten Anlagen, Wartungstechnikern und Kunden kommunizieren um die Produktivität zu erhöhen und neue Potentiale zu erschließen.

Mehr Infos bei Cleanthinking.de

Riesenbatterie zur Entlastung der Netze

Batterien sind nicht nur für den Privatverbraucher interessant, sie können in großem Maßstab auch Beiträge leisten zur Entlastung der Netze. Bosch wird künftig eine Batterie in der Größe einer kleinen Turnhalle betreiben um den Strom aus einem Bürgerwindpark im norddeutschen Ort Braderup zu speichern.  Die Robert Bosch GmbH und der Bürgerwindpark BWP Braderup-Tinningstedt GmbH & Co. KG haben dazu am 4. Februar 2013 vereinbart, die Gesellschaft Energiespeicher Nord GmbH & Co. KG zu gründen. Sie wird die riesige Batterie bauen und betreiben.

Die Batterie trägt dazu bei zur Entlastung der oft überlasteten Netze im Norden Deutschlands. Damit der Windstrom nicht verloren geht wird Bosch neben den vom Bürgerwindpark geplanten sechs Windanlagen in Braderup das neue Batteriesystem in Megawatt-Größe bauen, betreiben und ins Stromnetz integrieren. Die riesige Batterie findet in einem Gebäude von knapp 600 Quadratmetern Grundfläche Platz. Auf dem Dach ist auch eine Photovoltaik-Anlage geplant, um zusätzlich Energie zu gewinnen. Die Windräder sollen laut Plan bis zum Juli 2013, die Batterie bis zum Dezember einsatzbereit sein. Angeschlossen wird der Park ans Stromnetz der E.ON Hanse.

Von Bosch kommt auch die dazugehörige Steuerungselektronik und Bosch übernimmt auch die Systemintegration und testet in Braderup verschiedene Betriebsvarianten. Dazu gehören unter anderem der Stromhandel an der Strombörse und die Stabilisierung des Stromnetzes. Diese Tests sollen den technischen und wirtschaftlichen Nutzen des Speichers belegen und wertvolle Hinweise für neue kommerzielle Projekte liefern.

Großbatterie am Regelenergiemarkt

Kurz vor Fertigstellung des Artikels habe ich noch eine weitere Meldung entdeckt. In Berlin haben Younicos und Vattenfall die europaweit erste Großbatterie am Regelenergiemarkt in Betrieb genommen. Seit Ende 2012 gleicht eine 1-Megawatt Natrium-Schwefel-Batterie am Younicos-Standort in Berlin-Adlershof erfolgreich kurzfristige Netzschwankungen aus. Damit trägt erstmals eine Batterie zur Sicherung der Netzfrequenz des Übertragungsnetzbetreibers 50 Hertz bei.

Die beiden Partnerunternehmen haben die physikalische Integration in das Stromerzeugungssystem gemeinsam entwickelt. Vattenfall vermarktet die Batterie im Pool mit anderen Erzeugungseinheiten am Markt für Primärregelleistung. Das Unternehmen garantiert auch dann die Bereitstellung der Leistung, wenn die Einheit beispielsweise aufgrund von Wartungsarbeiten nicht zur Verfügung steht. Durch die von Younicos entwickelte Leistungsregelung gleicht die Batterie Frequenzschwankungen in weniger als 200 Millisekunden aus. Das ist ein Bruchteil der 30 Sekunden, die für die Primärregelleistung gefordert werden. Durch die höhere Regelgeschwindigkeit kann auf Schwankungen viel schneller und damit effizienter reagiert werden.

Was zeigen diese neuen Projekte?

Man kann an diesen Projekten auf jeden Fall sehen, dass die Integration von erneuerbaren Energien ins Stromnetz große Fortschritte macht, technisch und damit auch wirtschaftlich an die Marktfähigkeit heranrückt. Ich frage mich aber, ob es sich um Tests handelt und wie weit diese schon wirtschaftlich sind. Bei Lichtblick ist der Nutzen sehr nahe, da es sich nur um die Software handelt und auch das virtuelle Kraftwerk von Trianel ist ja nicht das erste Projekt dieser Art . Bei den anderen beiden Projekten sind größere Investitionen in Hardware für die  Energiespeicher notwendig, wobei Bosch durch die Größe des Speichers große Vorteile hat. Die Anzahl der Projekte zeigt aber, dass man an der Integration arbeitet und im Gegensatz zur Politik nach vorne schaut anstatt nach hinten.

Über den Autor

Andreas Kühl

Ich bin Energieblogger aus Leidenschaft mit einem großen Faible für Energieeffizienz und erneuerbare Energien. Mit energynet.de betreibe ich einen der bekanntesten und einflussreichsten Energieblogs im deutschsprachigen Raum. Innovationen für die Energiewende in Technologien und Geschäftsmodellen sind meine aktuellen Schwerpunktthemen.

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