Die Zukunft schon einmal ausprobiert: E-Energy im Landkreis Harz

Im Harz wurde erprobt, wie das zukünftige Elektrizitätssystem in Deutschland aussehen kann. Es wird zu einem hohen Anteil mit erneuerbaren Energien gespeist und zu einem Großteil dezentral sein. Dadurch entstehen neue Herausforderungen: Wie kann die schwankende Einspeisung aus Windkraft- und Solaranlagen ausgeglichen werden? Wie können die dezentralen Anlagen in das Elektrizitätssystem integriert werden?

Als Lösung hierfür wird das Smart Grid angesehen. Smart Grid steht für die kommunikationstechnische Verbindung von Strom-Verbrauchern, -Erzeugern, -Speichern und dem elektrischen Netz. So soll ein möglichst wirtschaftlicher und sicherer Umgang mit Strom ermöglicht werden. In der Modellregion Harz haben wir so ein Netz ausprobiert. Was ändert sich dadurch für Verbraucher, Erzeuger und Speicher?

Direkte und indirekte Steuerung
Grundsätzlich können alle Akteure direkt oder indirekt gesteuert werden. Das bedeutet, dass eine zentrale Stelle den Leistungsverbrauch direkt vorgibt oder dass durch Anreize indirekt die Leistung der Einheit beeinflusst wird. Eine indirekte Steuerung über Anreize bedeutet z. B., dass der Verbraucher weniger für “seinen” Strom zahlt, wenn viel Wind ins Netz eingespeist wird und umgekehrt. Durch eine Anpassung des Stromverbrauchs an die Einspeisung aus erneuerbaren Energien kann Geld gespart werden.

Bündelung in virtuellen Kraftwerken
Neu ist zukünftig, dass die direkt steuerbaren Strom-Erzeuger sich zu virtuellen Kraftwerken bündeln lassen. Ein virtuelles Kraftwerk ist ein Zusammenschluss von verschiedenen – meist kleinen – Erzeugern, Verbrauchern und Speichern, die nicht am gleichen Standort sind. Durch die virtuelle Bündelung können diese Einheiten an den Strommärkten teilnehmen. Durch die Ausnutzung der Preisdifferenzen an den Strommärkten können sie dann mehr einnehmen (Erzeuger und Speicher) oder weniger zahlen (Verbraucher und Speicher), als es vor der Teilnahme an den Strommärkten der Fall war. Davor wurden diese Einheiten z. B. nach den Vorgaben des Erneurbare Energien Gesetz (EEG) fest vergütet.

So können auch kleine Anbeiter an Strommärkten handeln, weil sie als Einheit zusammengeschlossen an der Börse bessere Preise erzielen können: Wenn der Preis niedrig ist, speisen Biogasanlagen z. B. nicht mit voller Leistung ein. Es gibt bereits viele virtuelle Krafwerke wie z. B. die Next Kraftwerke oder energy2market.

Neue kostengünstige Kommunikationstechnik
Um sich zu virtuellen Kraftwerken zusammenschließen zu können, wird Kommunikationstechnik gebraucht. Wichtig ist, dass sie möglichst wenig kostet, weil sich hier viele kleine Anbieter bis hin zu Privathaushalten zusammen schließen. Bei einem Großkraftwerk sind die Kosten für die Kommunikationstechnik ziemlich egal; im Vergleich zu den Erlösen kann man sie vernachlässigen. Bei kleinen Einheiten wie Biogasanlagen oder dezentralen Kraft-Wärme-Kopplungs-Einheiten in Haushalten ist das anders.

So sah die graphische Oberfläche des virtuellen Kraftwerks im Harz aus:

Um eine möglichst kostengünstige und einfache Anbindung von Speicher, Erzeugern und Verbrauchern an das virtuelle Kraftwerk realisieren zu können, haben wir die PowerBridge entwickelt.

Mit dieser Schnittstelle kann der Betreiber des virtuellen Kraftwerks die Einheit monitoren und steuern. Betreiben kann prinzipiell jeder und jede so ein virtuelles Kraftwerk, genauso wie alle einspeisen und ein virtuelles Kraftwerk “managen” können.

Markus Speckmann

Markus Speckmann
Markus Speckmann ist Dipl.-Ing. für Energiesystemtechnik und seit 2008 wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer IWES. Er leitet das vom Bundesumweltministserium geförderte Projekt „Regelenergie durch Windkraftanlagen“. In seiner Diplomarbeit hat er sich mit organischen Solarzellen beschäftigt und zur Zeit arbeitet er an seiner Dissertation zum Thema „Bedarfsermittlung und Bereitstellung von Regelleistung in einem Szenario mit 100% erneuerbaren Energien.“

3 Antworten

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  3. Naja, das Fraunhofer ist eine der besten Vorschungseinrichtungen. Dennoch sind diese Energie träger veraltet, probierts doch mal mit Geo Termaler Energie…. trotzdem toller Artikel.
    MfG. Jemand