Mit einer Ampel gegen Engpässe im Stromnetz

Forschungsprojekt Grid-Control untersucht reibungslose Integration von erneuerbaren Energien

Die Vermeidung von Engpässen im Stromnetz hat das Forschungsprojekt Grid-Control im Verlauf der vergangenen dreieinhalb Jahre untersucht. Die Netzintegration der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien entwickelt sich zur Schlüsselfrage der Energiewende. Der Abschluss des Forschungsprojekts zeigte Zufriedenheit und gleichzeitig den hohen Bedarf an weiterer Entwicklung für eine großflächige Umsetzung.

Das Projekt Grid-Control war in drei Phasen aufgeteilt. Nach der Spezifikation der Gesamtlösung gab es eine Entwicklungsphase und dann folgte ein Jahr lang die Erprobung im Feld. „Das Sonnenjahr 2018 war zwar eine Extremsituation, aber für die Tests eine gute Grundlage“, erklärt Linda Rupp, Feldtestleiterin bei Netze BW, einem Tochterunternehmen der EnBW. Dadurch konnte auch untersucht werden, wie sich eine Anzahl von Photovoltaikanlagen zusammengeschlossen als großes Kraftwerk verhalten. Die Erfahrungen „sind sehr positiv, denn es gab auch eine gute Zusammenarbeit“, erzählt Rupp. Viele Ideen wurden erfolgreich eingebracht und verwertet.

„Im Feld reagieren die Geräte anders als im Labor“, weiß Rupp. Ihr Fazit lautet: „Wir haben eine Lösung entwickelt, die man einsetzen kann, die allerdings auch verbesserungswürdige Stellen enthält.“ Ein Folgeprojekt ist daher geplant – voraussichtlich wieder in Freiamt. 30 Photovoltaikanlagen wurden mit Mess- und Steuerungstechnik ausgerüstet. Ein zentraler Rechner arbeitete als Leitstelle, die automatisiert reagierte. Drei Batteriespeicher in privaten Haushalten sowie ein öffentlicher Speicher wurden genutzt.

Deutlich wurde, dass „eine gute Informations- und Kommunikationsstruktur für die künftige Energieversorgung von zentraler Bedeutung ist“, berichtet Rupp. Große Mengen von Daten müssen übertragen werden: entweder über klassischen Mobilfunk oder über die Stromkabel. Bei geringer Durchdringung und langen Stromleitungen ist die Nutzung des Mobilfunks noch deutlich günstiger. Eine Steuerung in Echtzeit wird vorerst nicht benötigt, aber das genutzte Intervall von einer Minute war offenbar zu lang, „denn ein Wolkendurchzug ist mitunter schneller als in einer Minute“, schildert Rupp die Erfahrung. Zudem muss die Flexibilität hoch sein. Dafür werden Batteriespeicher benötigt. Im Projekt wurden Lithium-Ionen-Speicher verwendet.

 

Ein Ampelkonzept sorgte für das Zusammenspiel von Lieferanten, Verbrauchern und dem Netzbetreiber. Bei prognostizierten Engpässen, etwa für den Folgetag, werden die steuerbaren Anlagen, beispielsweise Batteriespeicher, angepasst, um einen Engpass zu vermeiden. Bei Rot sorgt der Netzbetreiber über das Leitsystem für Versorgungssicherheit. Auch dieser Fall wurde getestet, um für die Folgen des Umstiegs auf erneuerbare Energien gewappnet zu sein. Die ehrgeizigen Ziele des Landes Baden-Württemberg vor Augen, wünscht sich Umweltminister Franz Untersteller, dass „aus solchen Projekten großflächig einsetzbare Technik wird“. Das gilt insbesondere für ländliche Gebiete mit dezentraler Versorgung.

 

Für die Praxisphase des Forschungsprojekts Grid-Control sind 30 Photovoltaikanlagen in der Gemeinde Freiamt mit Mess- und Steuerungstechnik ausgestattet worden. Für die Gemeinde im Landkreis Emmendingen mit 4000 Einwohnern sprach die hohe Erzeugungsleistung aus erneuerbaren Energien.

Für die Praxisphase des Forschungsprojekts Grid-Control sind 30 Photovoltaikanlagen in der Gemeinde Freiamt mit Mess- und Steuerungstechnik ausgestattet worden. Für die Gemeinde im Landkreis Emmendingen mit 4000 Einwohnern sprach die hohe Erzeugungsleistung aus erneuerbaren Energien.

 

Mit kommunaler Unterstützung

Die Energiewende betrifft alle. Eine Kommune darf die Herausforderungen nicht an Gesellschaft und Wirtschaft abtreten. Mit gutem Beispiel ist die Gemeinde Freiamt im Landkreis Emmendingen in Baden-Württemberg vorangegangen. Zunächst bei der Installation von Anlagen zur Gewinnung erneuerbarer Energie und jetzt bei der Unterstützung eines Projekts, um die Folgen der Energiewende zu bewältigen. „Das Projekt Grid-Control haben wir unterstützt“, berichtet Bürgermeisterin Hannelore Reinbold-Mench. Die Gemeinde Freiamt hat ihre Bürger ermuntert, als Teilnehmer für einen Feldtest bereitzustehen.

„In diesem Feldtest wurde auch die Frage des Einsatzes kleiner Speicher in Privathäusern geprüft“, erzählt sie, „ wir haben die Bürger animiert, sich zu beteiligen.“ Erfreulich war das Engagement in der Gemeinde im Landkreis Emmendingen, die Techniker bei der Bewerkstelligung zu unterstützen. Deutlich wurde die Herausforderung, die sich durch den Einsatz der erneuerbaren Energien ergibt. „Das Projekt hat auch gezeigt, wie kompliziert und komplex die Lösung wird, wenn Konsumenten gleichzeitig zu Produzenten werden und dann die Netzstabilität gewährleistet werden muss“, fasst Reinbold-Mench die Erfahrungen zusammen. Insbesondere die Versorgungssicherheit lag den Bürgern am Herzen.

Die Gemeinde Freiamt zeichnet sich dadurch aus, dass sie eine Vielzahl von Anlagen erneuerbarer Energien hat. „Wir speisen das Doppelte dessen in das Netz ein, was wir verbrauchen“, freut sich Reinbold-Mench. Das sind jährlich 22 Millionen Kilowattstunden, die den Weg ins Stromnetz finden müssen, während die Gemeinde etwa elf Millionen aus dem Netz entnimmt und zusätzlich Teile der Stromerzeugung aus den Solaranlagen selbst nutzt.

Das hilft auch dem Bekanntheitsgrad der Gemeinde: „Wir begrüßen seit Jahren Energietouristen, die sich unseren Ort wegen dieser Themen anschauen“, sagt die Bürgermeisterin, „das Projekt hat sehr deutlich vor Augen geführt, wie groß die Herausforderungen für das Thema Netzstabilität durch die erneuerbaren Energien sind.“

 

Beim Projekt Grid-Control ist ein so genannter Quartierspeicher neben Batteriespeichern in drei Privathaushalten benutzt worden.

Beim Projekt Grid-Control ist ein so genannter Quartierspeicher neben Batteriespeichern in drei Privathaushalten benutzt worden.


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