EAST: Ener­gie­wende braucht smarte Netze, vir­tu­elle Kraft­werke und Spei­cher

In der Leitwarte an der TU Ilmenau werden Netzbelastungen der Zukunft simuliert. Foto: Urbansky
In der Leitwarte an der TU Ilmenau werden Netzbelastungen der Zukunft simuliert - auch für den Einsatz virtueller Kraftwerke. Foto: Urbansky

Der Kon­gress EAST am 16. und 17. Sep­tem­ber 2019 in Erfurt wird sich auch vir­tu­el­len Kraft­wer­ken widmen. Diese koppeln viele kleine Erzeu­ger oder Abneh­mer von Strom zusam­men und nutzen deren Poten­ziale zur Netz­sta­bi­li­sie­rung. In Zeiten von meh­re­ren Mil­lio­nen Wind­rä­dern und PV‐Anlagen sowie vielen dezen­tra­len E‐Speichern sind sie uner­läss­lich.

Gut 31.000 Wind­kraft­an­la­gen, das Gros davon an Land, und 1,7 Mil­lio­nen PV‐Anlagen pro­du­zie­ren in Deutsch­land Energie. Vor gut 20 Jahren war dies noch wenigen Groß­kraft­wer­ken vor­be­hal­ten. Doch die Ener­gie­wende machte aus dem Monopol‐ einen Mas­sen­markt.

Wind und Sonne pro­du­zie­ren nicht kon­ti­nu­ier­lich Strom. Die Ver­brau­cher benö­ti­gen jedoch Strom (fast) immer. Vir­tu­elle Kraft­werke schal­ten des­we­gen viele kleine Erzeu­ger und Ver­brau­cher zusam­men. Sie koppeln etwa PV‐ und Wind­kraft­an­la­gen, aber auch Biogas‐Hersteller und Block­heiz­kraft­werke und errei­chen so eine stabile und vor allem kon­ti­nu­ier­li­che Strom­pro­duk­tion, die zudem zur Netz­sta­bi­li­tät bei­trägt. Auf der anderen Seite gibt es Abneh­mer, die in der Lage sind, bei sin­ken­dem Strom­an­ge­bot vom Netz oder aber bei einem Über­an­ge­bot sofort ans Netz zu gehen. Teil­neh­mern an diesem Regel­en­er­gie­markt winken zusätz­li­che Erlöse für ihre Bereit­schaft, fle­xi­bel auf Angebot und Nach­frage zu reagie­ren.

Vir­tu­elle Kraft­werke nun bringen alle diese Markt­ak­teure, also Pro­du­zen­ten, Ver­brau­cher und Netz­be­trei­ber, mittels intel­li­gen­ter Steu­run­gen zusam­men. Es gibt sie bereits auf lokaler und regio­na­ler Ebene. In Zukunft bedarf es ihrer auch auf natio­na­ler und inter­na­tio­na­ler Ebene. Dazu wird an der Tech­ni­schen Uni­ver­si­tät Ilmenau seit Sep­tem­ber 2018 an einem eigens dafür ein­ge­rich­te­ten Leit­stand geforscht.

Thü­rin­gen ist aber auch nicht nur bei der For­schung ein Vor­rei­ter für vir­tu­elle Kraft­werke. Bereits 2010 wurde in Zella‐Mehlis eine PV‐Anlage auf einem Ärz­te­haus ein­ge­weiht, die eine hohe Eigen­ab­de­ckung gewähr­leis­tet. Mittels wei­te­rer Kom­po­nen­ten wie Block­heiz­kraft­wer­ken und Bat­te­rie­spei­chern kann sie aber auch fle­xi­bel auf den Strom­markt reagie­ren. Es war die erste für ein vir­tu­el­les Kraft­werk geeig­nete Anlage im Frei­staat.

Ein Jahr später wurden im Thü­rin­ger Vogt­land vom Strom­markt­spe­zia­lis­ten Energy2market fünf Bio­gas­an­la­gen zu einem vir­tu­el­len Kraft­werk zusam­men­ge­kop­pelt. Seitdem kamen immer mehr dieser netz­dien­li­chen Ein­rich­tun­gen hinzu, die sowohl für Lie­fe­ran­ten als auch Kunden eine Win‐Win‐Situaltion dar­stel­len und die Sek­tor­kopp­lung beför­dern.

Dafür ein Bei­spiel: In Deutsch­land gibt es gut 800.000 Wär­me­pum­pen mit einer Leis­tung von 3.000 MW. Sie könnten allein fast die gesamte, in Deutsch­land benö­tigte Regel­en­er­gie abde­cken. Die Vor­aus­set­zung ist, sie mittels vir­tu­el­ler Kraft­werke dann mit Strom zu belie­fern, wenn dieser im Über­fluss da ist, oder vom Netz zu nehmen, wenn dies eben nicht der Fall ist.

Klar ist dabei auch, dass diese vir­tu­el­len Kraft­werke immer mit Spei­chern gekop­pelt sein müssen. Denn eine hun­dert­pro­zen­tige Über­ein­stim­mung von Angebot und Nach­frage wird sich auch im noch so gut aus­ge­steu­er­ten Strom­markt der Zukunft nicht errei­chen lassen. Für Reser­ve­leis­tun­gen und Last­spit­zen sind die Spei­cher unver­zicht­bar.

Zwei Work­shops zur EAST, Digi­tale Ver­net­zung intel­li­gen­ter Spei­cher sowie Sek­tor­über­grei­fen­des Ener­gie­ma­nage­ment, werden sich vir­tu­el­len Kraft­wer­ken und der Rolle von Spei­chern darin widmen.

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