Entlastung und Unterstützung für das Stromnetz

Installation einer PV-Anlage

Unser Stromnetz ist ausgelegt für viele kleine Verbraucher und wenige große Kraftwerke. Beides lässt sich gut abschätzen – bei den Kraftwerken ist die Leistung, bei den Verbrauchern der ungefähre Lastverlauf bekannt. Doch die Zeiten und die Versorgungsstruktur haben sich geändert.

In den letzten Jahren wurden die erneuerbaren Energien, allen voran Photovoltaik, in Deutschland massiv ausgebaut. Aus Verbrauchern wurden Produzenten. Wo früher nur kleine Abnehmer mit wenigen Kilowatt waren, stehen heute mittelgroße bis große Energieanlagen, mit teils mehreren Megawatt.

Dabei sind die aktuell wichtigsten erneuerbaren Energien allesamt fluktuierend, witterungsabhängig und nicht flexibel regelbar. Neben Zeiten mit starkem Wind im Norden ist vor allem die sommerliche Mittagszeit besonders heikel – dann, wenn die Photovoltaikanlagen zu Höchstleistungen auflaufen. Abends hingegen, im Winter und bei trüber oder wolkiger Witterung, wird von den Photovoltaikanlagen wesentlich weniger Leistung erbracht. Das Netz aber muss an den Einspeisestellen dennoch für die Lastspitzen, also für die verhältnismäßig wenigen besonders sonnigen und leistungsstarken Sommertage, ausgelegt werden – für die meiste Zeit also überdimensioniert.

Dezentrale Batteriesysteme entlasten und unterstützen das Netz

Eine sinnvolle Lösung für diese Problematik versprechen dezentrale Solarstromspeicher, die entweder für einzelne Photovoltaikanlagen eingesetzt oder mit mehreren kleinen Anlagen verknüpft werden können. Diese können den Überschuss an erzeugtem Strom aufnehmen und sobald Bedarf besteht, wieder ins Netz abgeben. Die Eigenstromnutzung für Haushalte und Unternehmen ist ebenfalls möglich.

Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) hat im Auftrag des Bundesverbands Solarwirtschaft (BSW-Solar) den Nutzen von elektrochemischen Speichern (Batteriesystemen) bei kleinen Photovoltaikanlagen im Kontext der zukünftigen Energieversorgungsstruktur untersucht.

Zentrale Ergebnisse der Studie

  • Durch die dezentralen Speicher können Spitzen in der Stromproduktion um bis zu 40 Prozent reduziert werden. Der Ausbaubedarf der Netze im Vergleich zur installierten Leistung sinkt. Die Aufnahmefähigkeit der Netze erhöht sich um bis zu 66 Prozent.
  • Abhängig von der Größe der Anlage lässt sich der eigenverbrauchte Anteil in einem Haushalt auf über 60 Prozent steigern.
  • Verringerung der Betriebsmittelauslastung
  • Verbesserung der Spannungshaltung im Netz
  • Vorhaltungsbedarf für Anlagen zur Kaltreserve kann vermindert werden

Die tatsächlichen Effekte hängen von der Systemkonfiguration, der Leistung der Photovoltaikanlage, der lokalen Stromlast und der Speicherkapazität ab.

Die Vorteile beim Einsatz dezentraler Stromspeicher

  • Die erneuerbaren Energien werden besser regelbar und flexibler einsetzbar.
  • Das Stromnetz muss an den Einspeisepunkten weniger stark ausgebaut werden.
  • Durch die allgemein dezentralere Verteilung der Stromerzeugung und die höhere Aufnahmekapazität, muss das Stromnetz auch insgesamt weniger stark ausgebaut werden – hier profitiert vor allem der industrielastige und sonnenreiche Süden Deutschlands.
  • Große Kraftwerke müssen nicht mehr so stark auf die Lastschwankungen der Photovoltaik reagieren und können dadurch gleichmäßiger und effizienter eingesetzt werden.
  • Durch den gleichmäßigeren Betrieb können die Preise an der Strombörse stabilisiert werden.
  • Der Eigenverbrauchsanteil von Photovoltaikanlagenbesitzern kann deutlich gesteigert werden – für diesen Strom wird im Netz dann keine Kapazität benötigt.
  • Die Speicher tragen zur Stabilisierung der Stromnetze bei.

Bedeutung für die Netzstruktur der Zukunft

Bislang ist der Einsatz von großen Kraftwerken zur Erhaltung der Stabilität des Stromnetzes von enormer und unverzichtbarer Bedeutung. Dies hängt mit der dort eingespeisten Blindleistung zusammen sowie mit deren Möglichkeit, Strom je nach Bedarf flexibel einzuspeisen.

Photovoltaikwechselrichter sowie Batteriesysteme sind jeweils in der Lage, einzelne dieser Leistungen ebenfalls zu erbringen. In Kombination können sie dazu beitragen, große Kraftwerke weiter verzichtbar zu machen und stellen eine wertvolle Stütze für eine Stromversorgung auf Basis von 100 Prozent erneuerbaren Energien dar.

Förderung für elektrische Speichersysteme

Zur Unterstützung der Solarstromspeicher plant die Bundesregierung ein Förderprogramm ab Mai 2013.

Die Voraussetzungen für den Erhalt einer Förderung und die Konditionen des Programms hat das Solaranlagen-Portal zusammen gefasst. Das Merkblatt zur Förderung ist dort ebenfalls verfügbar.

Die Kurzfassung der Studie sowie weiterführende Informationen und Hintergründe sind auf der Homepage des Fraunhofer ISE verfügbar.

Nadine Wahl

1 Kommentar

  • Zukünftige Stromspeicher werden in Zukunft auch vernetzte Elektroautos mit ihren Batterien sein. Selbstverständlich wird es auch immer mehr zur dezentralen eigenen Stromversorgung speziell der Haushalte kommen. Kommunen werden genauso dezentral sich versorgen, mit Wind- Photovoltaik und Biomasseenergie. Dies alles wirkt sich dann auch positiv auf die Unabhängigkeit und auf die Energiebilanz aus, da die Wertschöpfung in der Gemeinde bleibt. Auch Entwicklungen wie die von „E-Wald“ im bayrischen Wald zeigen sehr interessante Lösungen auf. alles beste