Deutschlands Stromnetze könnten deutlich mehr Solarenergie aufnehmen als bislang angenommen. Denn intelligent gesteuerte Batteriespeicher an Umspannwerken könnten allein an 1.313 ländlichen, stark von erneuerbaren Energien geprägten Standorten rund 150 Gigawatt mehr Photovoltaikleistung erschließen.
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Dies ist mehr als die bislang in Deutschland insgesamt installierte Solarleistung (rund 130 Gigawatt). Zu diesem Ergebnis kommt eine Kurzstudie des Fraunhofer-Instituts für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (IEE) im Auftrag des BSW-Solar.
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Die Ergebnisse sind für das derzeit im Bundestag anstehende Netzpaket von hoher Bedeutung. Die Bundesregierung will damit den Ausbau erneuerbarer Energien und von Speichern stärker mit dem Netzausbau synchronisieren und zugleich die Regeln für Netzanschlüsse und den Umgang mit Netzengpässen verändern.
Netze flexibel nutzen statt Engpässe zementieren
Der BSW-Solar fordert, vorhandene Netzkapazitäten mithilfe von Batteriespeichern und flexiblerem Netzbetrieb besser auszuschöpfen, anstatt große Teile Deutschlands zu sogenannten Netzengpassgebieten zu erklären. Geplant ist, dort den weiteren Ausbau der erneuerbaren Energien mittels eines geplanten Redispatch-Vorbehalts weitgehend zu unterbinden.
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Die Antwort auf knappe Netzkapazitäten dürfe nicht darin bestehen, den Ausbau der Photovoltaik auszubremsen. „Unsere Studie zeigt: In den bestehenden Netzen stecken erhebliche Reserven, wenn wir Speicher intelligent einsetzen“, erklärt Carsten Körnig, Hauptgeschäftsführer des BSW-Solar. „Das Netzpaket sollte solche Lösungen zum Maßstab machen: Vorhandene Netze vollständig digitalisieren, intelligente Speicher an Umspannwerken bürokratiearm ausschreiben und freie Kapazitäten ausschöpfen.“
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Trafos besser auslasten
Parallel müssen die Netze auf das notwendige Maß ausgebaut und Abregelung auf das Minimum begrenzt werden. Der entscheidende Ansatz der Studie: Für den Anschluss zusätzlicher Photovoltaikanlagen wird in Umspannwerken nicht allein die Nennleistung eines Transformators betrachtet, sondern dessen tatsächliche Auslastung im Jahresverlauf.
BSW-Solar warnt vor Investitionsbremsen
Transformatoren erreichen ihre Leistungsgrenze nur zu bestimmten Zeiten. Intelligent gesteuerte Großbatteriespeicher können Solarstromspitzen aufnehmen und die Energie später abgeben. Damit lässt sich Transformatorleistung wesentlich besser nutzen. Umspannwerke werden mit Hilfe der Batteriespeicher entlastet.
Nur ein Prozent Solarstrom muss abgeregelt werden
Wie groß der Effekt sein kann, zeigt das zentrale Szenario der Studie: An einem Umspannwerk könnte insgesamt doppelt so viel Leistung aus erneuerbaren Energien angeschlossen sein, wie der Transformator übertragen kann. Ein intelligent gesteuerter und hinreichend dimensionierter Batteriespeicher fängt die Leistungsspitzen ab und gibt den Strom später wieder ins Netz. Dadurch müsste im Jahresdurchschnitt nur rund ein Prozent des zusätzlich erzeugten Solarstroms wegen der begrenzten Transformatorleistung abgeregelt werden.
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Intelligente Steuerung der Speicher
Es kommt jedoch nicht allein darauf an, zusätzliche Batteriespeicher zu errichten. Entscheidend ist ihre Betriebsweise. Die Speicher müssen die tatsächlichen Leistungsflüsse am Umspannwerk berücksichtigen und insbesondere dann Strom aufnehmen, wenn lokale Einspeisespitzen den Transformator an seine Belastungsgrenze bringen.
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Damit lassen sich Unterschiede zwischen Stromverbrauch und Stromerzeugung durch Sonne und Wind besser ausgleichen. Netzkapazität, die zu vielen Stunden des Jahres ungenutzt bleibt, wird für den Anschluss zusätzlicher Erzeugungsanlagen verfügbar gemacht.
Netzausbau wirtschaftlich optimieren
„Die entscheidende Frage lautet nicht nur, wie viel Netz wir bauen, sondern auch, wie intelligent wir jedes vorhandene Megawatt Netzkapazität nutzen“, erläutert Körnig. „Wenn Speicher dort laden, wo und wann Solarstromspitzen auftreten, können sie Netzengpässe gezielt entschärfen und zusätzlichen Solarstrom ermöglichen. Damit dürften sich nicht zuletzt Milliardenbeträge beim Netzausbau einsparen lassen.“
Co-Location: Solaranlage mit Speicher kombinieren (E-Paper zum Download)
Der BSW-Solar sieht hierfür Ansatzpunkte bei den Vorgaben zur Optimierung und Nutzung der Stromnetze im Energiewirtschaftsgesetz (EnWG). Intelligentes Netzmanagement und Speicher könnten den weiterhin notwendigen Ausbau der Stromnetze ergänzen und reduzieren.
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Netzengpassgebiete sollten nur dann ausgewiesen werden, wenn von den Netzbetreibern zuvor die Digitalisierung der Mittel- und Hochspannungsnetze umgesetzt und zuvor die heute bereits möglich Ausschreibung von netzdienlichen Speichern nach Paragraf 11a EnWG an Netzengstellen durchgeführt wurde. Zudem dürfe im Falle temporärer Netzengpässe das Beladen von Speichern mit Solarstrom hinter dem Netzverknüpfungspunkt künftig nicht länger behindert werden. (HS)
Hier finden Sie die Studie Mehr PV durch intelligente Batteriespeicher an Umspannwerken – Wie bestehende Transformatorleistungen zwischen Mittel- und Hochspannung zeitlich besser genutzt werden können vom Fraunhofer IEE.
