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Das Projekt myPowerGrid befasst sich mit der Steuerung und Funktionsweise von Stromspeichern im Netz:
Stromspeicher für Photovoltaikanlagen sind noch verhältnismäßig neu und noch nicht bis in alle Einzelheiten erforscht. Viele Fachleute sprechen hier vom hohen Nutzen, den Strom für die Zeiten zu speichern, in denen er wirklich gebraucht wird. Andererseits sollen Solarstromspeicher auch das öffentliche Stromnetz in Spitzenzeiten entlasten. Die Pfalzwerke beschäftigen sich im Projekt myPowerGrid nun mit der Frage, wie sich die Stromnetze steuern lassen und welche Funktion dabei die Solarbatterien übernehmen können.
Die Aufrechterhaltung der Netzstabilität stellt eine Herausforderung dar
Im Rahmen der Energiewende werden Unmengen an Strom aus erneuerbaren Energien gewonnen. Immer mehr Solaranlagen sind auf den Haus- und Gewerbedächern zu finden. In der Anfangszeit war das Strom-Versorgungsnetz lediglich eine Einbahnstraße. Der Strom aus dem öffentlichen Stromnetz wurde eingespeist, verteilt und beim Endverbraucher genutzt. Mit PV-Anlagen entsteht eine leichte Überproduktion an Strom, so dass auch die Verbraucher ihren Strom wieder in das Netz zurückspeisen. So werden aus Stromverbrauchern Stromerzeuger. Dies bringt jedoch gewaltige Herausforderungen bezüglich der Aufrechterhaltung der Netzstabilität mit sich.
Die Stromnetze müssen intelligenter werden
Bekanntermaßen produziert eine PV-Anlage an sonnigen Tagen wesentlich mehr Strom und erzielt hierbei einen deutlichen Überschuss. Der Strom kann dabei in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden. Bisher wurde diese Möglichkeit in Form einer Einspeisevergütung recht gut entlohnt. Die Sätze hierfür sind jedoch gekürzt worden, so dass es für Privathaushalte und Gewerbetreibende interessant geworden ist, den selbst erzeugten Strom auch selber zu speichern. In den Zeiten, in denen die PV-Anlage keinen ausreichenden Ertrag mehr liefert, kann man dann auf den in der Solarbatterie gespeicherten Strom zurückgreifen.
Diese Entwicklung beobachten auch die Energieversorger, wie zum Beispiel die Pfalzwerke. Einer intelligenten Netzsteuerung kommt daher große Bedeutung zu. Insgesamt muss vermieden werden, dass durch übermäßig viel eingespeisten Strom die öffentlichen Stromnetze überlastet werden. Auf der anderen Seite muss aber jederzeit ausreichend Energie für die Verbraucher zur Verfügung stehen. Die Stromnetze müssen daher schlauer werden.
Eine Datensammlung über den aktuellen Verbrauch ist besonders wichtig
Um eine intelligente Netzsteuerung zu realisieren, sind exakte Daten zu einem minutengenauen Verbrauch und Einspeiseprognosen für verschiedene Wetterlagen notwendig. Aus diesem Grund wurde von den Pfalzwerken und dem Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik (ITWM) in Kaiserslautern das Projekt myPowerGrid ins Leben gerufen. In dieser Analyse soll geklärt werden, was Stromspeicher in Haushalten leisten können, aber auch in Bezug auf eine Netzstabilisierung.
myPowerGrid geht in die Praxis über
Wichtige Punkte im myPowerGrid-Projekt sind die Stromspeicher und wie diese in Haushalte integriert werden können. Bisher wurden drei Jahre geforscht. Dabei haben sich die Wissenschaftler eingehend mit der Entwicklung einer Energie-Management-Software einschließlich einer präzisen Ertragsprognose für PV-Anlagen befasst. Ebenso gehörte die Einrichtung einer Kommunikationsschnittstelle zu den Zählern zum Forschungsprojekt. Die reine Laborphase ist nun abgeschlossen. Seit etwa vier Monaten stehen die Stromspeicher in den Privathaushalten und werden dort auf ihre Alltagstauglichkeit getestet.
Zu den Testkandidaten gehört die Familie Anstett, die vor dem Einsatz eines Stromspeichers jährlich für Heizung und Warmwasser etwa 4.000 Euro ausgab. Interessanterweise wurde hierbei die Ölheizung schon von einer Solarthermie-Anlage unterstützt. Ein deutlicher Einschnitt erfolgte mit dem Wechsel zu einer Luft-Wasser-Wärmepumpe und einer Photovoltaikanlage. Der Familienvater Georg Anstett teilte mit, dass die Energiekosten sensationell auf ein Viertel sanken. Dabei liefert die PV-Anlage mit einer Spitzenleistung von zehn Kilowatt wesentlich mehr, als die Familie verbrauchen kann. Immerhin liegt der Eigenverbrauch bei rund 12 Prozent. Der größte Teil der Einspeisevergütung dient der Anlagenfinanzierung. Leider muss die Familie des Nachts und an sonnenarmen Tagen wieder den Strom aus dem öffentlichen Stromnetz dazukaufen. Georg Anstett teilt mit, dass es hochinteressant wäre, wenn der selbst produzierte Strom zwischengespeichert werden könnte. Dadurch wäre auch gleich der Eigenverbrauch höher.
Abhilfe schafft ein eigener Solarstromspeicher
Seit nunmehr einem halben Jahr besitzt die Familie eine Solarbatterie. Dadurch konnte der Verbrauch des selbst produzierten Stroms auf insgesamt 45 Prozent gesteigert werden. Der 8 Kilowatt große Lithium-Ionen-Akku wird in den Sommermonaten in nur zwei bis drei Stunden aufgeladen. Dies ist weitaus mehr, als die Familie in 24 Stunden verbrauchen kann. Dabei nutzt Martina Anstett den Eigenverbrauch voll aus. Beispielsweise ist die Waschmaschine mit einer Zeitschaltuhr versehen und läuft dann, wenn die Sonne Strom liefert. Ebenso läuft auch nur die Spülmaschine während der Sonnenstunden.
Ein anderer Testkandidat ist René Fösser aus Neuhemsbach. Gemeinsam mit seiner Partnerin, dem zwei Jahre alten Sohn und drei Schäferhunden testet er im Rahmen des Pilotprojekts einen Stromspeicher. Vor einigen Monaten ist er in ein Haus aus den 1960er Jahren eingezogen und ist mitten in der Renovierung. Zu den wichtigsten Renovierungsposten gehört die Energieversorgung. Für René Fösser war es klar, dass es keine wirklichen Alternative zu erneuerbaren Energien gab. Die junge Familie wurde von Stefan Kreis, Energieberater der Pfalzwerke, beraten. Der verhalf ihr zu einem reibungslosen Ablauf der notwendigen Umbauarbeiten. Er motivierte die Familie für die Teilnahme am Praxistest mit Stromspeichern.
Mit einer Spitzenleistung von knapp zehn Kilowatt liefert eine auf dem Dach installierte Photovoltaikanlage in Ost-West-Ausrichtung ausreichend Strom. Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe, kombiniert mit Niedertemperaturheizkörpern, sorgt für die Wärme. Natürlich wurde auch an dreifach-verglaste Fenster gedacht, die zusätzlich die Wärme in dem 120 m²-Haus halten. René Fösser erklärt, dass die Einbindung des Stromspeichers vollkommen reibungslos verlief. Er kann nun täglich die Stromproduktion, den Eigenverbrauch und den Füllstand des Stromspeichers online über die myPowerGrid Plattform des Fraunhofer ITWM verfolgen. Beide Testfamilien sind davon überzeugt, dass sich auch zukünftig die Selbstversorgungsquote noch steigern lässt.
Steigende Quoten für Stromspeicher
Hausbesitzer können heute ihre Energie aus erneuerbaren Quellen beziehen. Dabei spielt es keine Rolle, ob es sich um Wärme oder um die Stromversorgung handelt. Um den Eigenverbrauch zukünftig noch zu erhöhen, sind Stromspeicher unabdingbar. Die Solarstromspeicher werden aber nicht nur für die Produzenten von Interesse sein, sondern auch für die Nutzer. Mit dem Ausbau der erneuerbaren Energien liefern die Wind- und Solarparks Unmengen an Strom, der im Netz auf einmal nicht verbraucht werden kann. Die Betreiber von Wind- und Solarparks können ihren Strom in das öffentliche Stromnetz einspeisen, wo dieser dann von den privaten Nutzern zum Aufladen ihrer Stromspeicher abgerufen werden kann. Hierdurch würden alle gemeinsam zu einer Netzstabilisierung beitragen.
Als Alternative wäre es denkbar, dass die Energieversorger, wie zum Beispiel die Pfalzwerke, ein attraktives Tarifmodell für Speicherkunden anbieten, damit diese preisgünstig Strom einkaufen können. Dies wäre immer dann der Fall, wenn die Solar- und Windkraftanlagen bei günstigen Wetterbedingungen eine Überproduktion von Strom zur Verfügung stellen können. So haben beide Seiten einen größtmöglichen Nutzen davon.
Interessant ist diese Möglichkeit letztlich auch für all diejenigen, die sich keine eigene PV-Anlage auf dem Dach installieren möchten, aber stattdessen einen Stromspeicher im Keller aufstellen möchten. Wenn der Strom dann günstig eingekauft werden kann, profitieren Speicherbesitzer davon.
Bildquelle: © E. Kopp / pixelio – www.pixelio.de