Deutschlands bestehende Stromnetze könnten nach Einschätzung einer neuen Kurzstudie deutlich mehr Solarenergie aufnehmen als bisher angenommen. Das Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE hat im Auftrag des Bundesverbandes Solarwirtschaft untersucht, wie intelligente Batteriespeicher an Umspannwerken die vorhandene Transformatorleistung besser nutzbar machen könnten.
Demnach ließe sich allein an 1.313 ländlichen, stark von erneuerbaren Energien geprägten Standorten eine technische Größenordnung von rund 150 Gigawatt zusätzlicher Photovoltaikleistung erschließen. Zum Vergleich: Die bislang in Deutschland installierte PV-Leistung liegt laut Pressemeldung bei rund 130 Gigawatt.
Speicher sollen Transformatoren zeitlich entlasten
Der zentrale Ansatz der Studie liegt in der Betrachtung der tatsächlichen Auslastung von Transformatoren im Jahresverlauf. Für den Anschluss zusätzlicher Photovoltaikanlagen wird demnach nicht nur die Nennleistung eines Transformators herangezogen. Entscheidend ist vielmehr, wann die Betriebsmittel tatsächlich an ihre Leistungsgrenze kommen.
Intelligent gesteuerte Großbatteriespeicher könnten Solarstromspitzen in solchen Phasen aufnehmen und die Energie später wieder ins Netz abgeben. Dadurch würde die vorhandene Transformatorleistung zeitlich besser genutzt. Umspannwerke könnten entlastet werden, ohne dass jeder zusätzliche PV-Anschluss unmittelbar einen Netzausbau erfordert.
Nur rund ein Prozent Abregelung im zentralen Szenario
Das zentrale Szenario der Studie beschreibt ein Umspannwerk, an dem insgesamt doppelt so viel Leistung aus erneuerbaren Energien angeschlossen ist, wie der Transformator gleichzeitig übertragen kann. Ein entsprechend dimensionierter und intelligent gesteuerter Batteriespeicher fängt dabei die Leistungsspitzen ab.
Nach den Berechnungen müsste im Jahresdurchschnitt nur rund ein Prozent des zusätzlich erzeugten Solarstroms wegen der begrenzten Transformatorleistung abgeregelt werden. Die Studie stellt damit nicht nur die Speichergröße, sondern vor allem deren Betriebsweise in den Mittelpunkt.
Fahrweise der Speicher als entscheidender Faktor
Nach den Studienergebnissen reicht es nicht aus, zusätzliche Batteriespeicher zu installieren. Die Speicher müssen ihre Fahrweise an den tatsächlichen Leistungsflüssen am jeweiligen Umspannwerk ausrichten. Besonders relevant sind jene Zeitpunkte, an denen lokale Einspeisespitzen aus Photovoltaik oder anderen erneuerbaren Energien den Transformator an seine Belastungsgrenze bringen.
Durch eine solche Steuerung ließen sich Unterschiede zwischen Stromverbrauch, Windstrom- und Solarstromerzeugung besser ausgleichen. Netzkapazität, die zu vielen Stunden des Jahres ungenutzt bleibt, könnte für den Anschluss weiterer Erzeugungsanlagen verfügbar werden.
BSW-Solar fordert Änderungen am Netzpaket
Der Bundesverband Solarwirtschaft sieht die Ergebnisse als relevant für das derzeit im Bundestag beratene Netzpaket. Die Bundesregierung will damit den Ausbau erneuerbarer Energien und von Speichern stärker mit dem Netzausbau synchronisieren sowie Regeln für Netzanschlüsse und Netzengpässe verändern.
Der Verband fordert, vorhandene Netzkapazitäten durch Batteriespeicher, Digitalisierung und flexibleren Netzbetrieb besser auszuschöpfen. Große Teile Deutschlands sollten aus Sicht des BSW-Solar nicht über Jahre als Netzengpassgebiete ausgewiesen werden, wenn zuvor andere netzdienliche Maßnahmen möglich sind.
„Die Antwort auf knappe Netzkapazitäten darf nicht darin bestehen, den Ausbau der Erneuerbaren auszubremsen. Unsere Studie zeigt: In den bestehenden Netzen stecken erhebliche Reserven, wenn wir Speicher intelligent einsetzen“, erklärt Carsten Körnig, Hauptgeschäftsführer des BSW-Solar.
Körnig fordert, vorhandene Netze vollständig zu digitalisieren, intelligente Speicher an Umspannwerken bürokratiearm auszuschreiben und freie Kapazitäten auszuschöpfen. Parallel müssten die Netze weiterhin dort ausgebaut werden, wo dies notwendig sei.
Bezug zum Energiewirtschaftsgesetz
Ansatzpunkte sieht der Verband unter anderem bei den Vorgaben zur Optimierung und Nutzung der Stromnetze im Energiewirtschaftsgesetz. Netzengpassgebiete sollten nach Auffassung des BSW-Solar nur dann ausgewiesen werden dürfen, wenn Netzbetreiber zuvor die Digitalisierung der Mittel- und Hochspannungsnetze umgesetzt und die Ausschreibung netzdienlicher Speicher nach § 11a EnWG an Netzengstellen durchgeführt haben.
Zudem fordert der Verband, dass bei temporären Netzengpässen das Beladen von Speichern mit Solarstrom hinter dem Netzverknüpfungspunkt künftig nicht behindert werden soll.
Datengrundlage der Kurzstudie
Die Kurzstudie trägt den Titel „Mehr PV durch intelligente Batteriespeicher an Umspannwerken – Wie bestehende Transformatorleistungen zwischen Mittel- und Hochspannung zeitlich besser genutzt werden können“. Erstellt wurde sie vom Fraunhofer IEE im Auftrag des Bundesverbandes Solarwirtschaft.
Für die Untersuchung analysierten die Forschenden zunächst reale Betriebsdaten von 20 Transformatoren aus 13 Umspannwerken. Darauf aufbauend modellierten sie den möglichen zusätzlichen Photovoltaikausbau in Verbindung mit Großbatteriespeichern. In einem zweiten Schritt wurde das technische Potenzial mithilfe von Ähnlichkeitsanalysen auf 1.313 ländliche, stark von erneuerbaren Energien geprägte Umspannwerke in Deutschland hochgerechnet.
An der Finanzierung der Studie beteiligten sich neben dem BSW-Solar insbesondere die Unternehmen und BSW-Mitglieder Schoenergie und Meistro.
Weitere Informationen finden Sie unter www.solarwirtschaft.de.
Quelle: BSW – Bundesverband Solarwirtschaft e. V.