Speichertechnologie | Aus dem badischen Weil am Rhein kommt eine Idee, wie sich Schwankungen im Niederspannungsnetz schnell und flexibel kompensieren ließen.
Winnijar Kauz Produktmanager, Multi-Contact
Die zunehmende Anzahl von dezentralen Energieerzeugern bringt unser Stromnetz in Bewegung. Aus diesem Grund denkt Markus Müller, Entwickler beim Steckverbinder-Hersteller Multi-Contact, an eine Lösung, mit der sich Netzschwankungen ausgleichen und sogar partielle Zusammenbrüche des Netzes vermeiden lassen: Mobile Speicherbatterien mit Kapazitäten von 50 bis zu 250 kWh, gezielt an ausgewählten Netzknoten angeschlossen, um Spannungsspitzen wie Spannungseinbrüche auszugleichen.
„Der weltweite Blackout ist etwas für Thriller-Autoren, die Stabilität eines Netzes sicherzustellen etwas sehr Reales“, führt Müller aus. Naturkatastrophen, wie das Hochwasser des Jahres 2013, verdeutlichen dies. Ist ein Teil des Stromnetzes aufgrund von Überflutung, Eisbruch oder Erdbeben vom großen Verbundnetz abgetrennt, müssen manchmal tausende Haushalte für Tage ohne Strom auskommen. Für die Patienten in medizinischen Einrichtungen kann dies fatale Folgen haben.
In Inselnetzen erfolgt der Netzbetrieb meist über ein großes Notstromaggregat oder ein lokales Kraftwerk. Was fehlt, ist die Ausgleichskapazität eines großen Verbundnetzes. So können starke Schwankungen eingespeister Energie, zum Beispiel von PV-Anlagen, ein Inselnetz zum Zusammenbruch bringen. Große Speicherbatterien aber könnten Leistungsspitzen kappen und gleichzeitig den Generator stützen, wenn sich gerade ein paar Wolken vor die Sonne schieben. Gleichzeitig kann die Größe des Generators deutlich kleiner ausfallen, da er nicht mehr die Spitzenlast zur Verfügung stellen muss. Der gleichmäßige Betrieb des Generators wirkt sich außerdem positiv auf den Kraftstoffverbrauch aus. Ein Umstand der in Katastrophengebieten Versorgungsengpässe vermeiden kann.
Die Idee sei ihm auf der Suche nach einer flexiblen Lösung zur Stützung des bestehenden Versorgungsnetzes gekommen, erklärt Müller. „Landauf, landab existieren Einspeisepunkte, dafür geschaffen im Ernstfall den Anschluss von Notstromaggregaten zu erlauben. An den gleichen Punkten besteht die Möglichkeit zum Anschluss von Batteriespeichern zur Entnahme und Rückspeisung von Energie.“
Institut kürt Idee zur „Innovation pro Energiewende“
Müllers Lösungsvorschlag: Mobile Batteriespeicher, ausgelegt als PKW/LKW-Anhänger oder Container, an den Netzknoten einzubinden und so das Versorgungsnetz schnell und flexibel zu stabilisieren. Auf diese Weise könnten im Handumdrehen bis zu 400 kW im 400 V-Netz übertragen werden. Einfach und genial, das fand auch das Deutsche CleanTech Institut und zeichnete die mobile Speicherlösung 2013 als „Innovation pro Energiewende“ aus.
Die Lösung biete einen flexiblen Beitrag zur Gestaltung des Smart Grid. Vorhandene Netze könnten mit den mobilen Speichern problemlos an zukünftige Anforderungen, wie dezentrale Einspeisung oder Bedarfsänderungen durch Zuwachs in Ballungsräumen und Verödung ländlicher Gegenden, angepasst werden. Auch die Zunahme von Ladevorgängen durch Elektrofahrzeuge an Verkehrsknotenpunkten in der Urlaubszeit ließe sich mit den Batteriespeichern auffangen.
Die Dezentralisierung der Stromerzeugung und die Steigerung des Anteils des aus erneuerbaren Energien erzeugten Stroms sind notwendig und politisch gewollt. Die Zahl der Einspeiser hat sich jedoch viel rasanter entwickelt als es die Netzinfrastruktur erlaubt. Je nach Energieform ist das Netz großen Schwankungen ausgesetzt. Dies verursacht zum Teil hohe Kosten.
Die Notwendigkeit des Netzausbaus ist erkannt. Es besteht der Plan, die Netze durch großflächigen Ausbau auf die Anforderungen der Kernkraft-freien Zukunft zu rüsten. Als Auslegungsgrundlage für die Netzdimensionierung sind in diesem Fall die maximale Einspeiseleistung und der anzurechnende minimale Verbrauch entscheidend. Es muss aber auch die Frage erlaubt sein, inwiefern die temporäre Einbindung großer Speicher nicht eher eine Lösung darstellt als ein genereller Netzausbau. Die punktuelle Entlastung anstelle des großflächigen Kapazitätsausbaus könnte schon morgen zur Verfügung stehen, während sich die Diskussion um neue Stromtrassen dahinziehen wird. Laut Experten wird es noch Jahre dauern, bis ein Konsens aller Entscheider gefunden ist und die Weichen gestellt sind, um einen solchen Netzausbau umzusetzen.
Batteriespeicher könnten zu einer willkommenen Übergangslösung werden. Sie sorgen schon jetzt punktuell und zeitlich begrenzt für „Energie on demand“ und entlasten die Netze. Insbesondere der entstehende Markt für Elektrofahrzeuge wird das Netz an den Fernstraßen zeitlich begrenzt überproportional belasten. Mobile Speicher könnten in den Ferienzeiten die erforderlichen Energiemengen in den Schwachlastzeiten speichern und in den Stoßzeiten an die Fahrzeuge abgeben. Unter Nutzung der bereits an vielen Netzknotenpunkten installierten Anschlusstechnik ließe sich das Konzept einfach, schnell und sicher umsetzen. •
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