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01.07.16

Wenn Waschmaschinen mit Biogasanlagen „sprechen“ können...

Neues Regelsystem soll Verteilnetzebene zum SmartGrid machen – Synchronisation von Erzeugung und Verbrauch – Auch für Kleinerzeuger unter 20 kW und Privathaushalte

Intelligente Stromnetze, so genannte „Smart Grids“, werden rege diskutiert. Große Erwartungen werden in die Entwicklung dieser Netze der Zukunft gesetzt. Das IBB Ingenieurbüro Buss aus Ahaus will ein Regelungs-Konzept entwickeln, um die Lieferung des erneuerbaren Stroms vom Erzeuger zum Verbraucher präzise aufeinander abzustimmen.

„Noch sind wir von einer marktfähigen Lösung für die Kommunikation zwischen Strom-Erzeugern, -verbrauchern und dem Netz weit entfernt, doch das in diesem Projekt geplante Regelungssystem hat das Potenzial, diese Lücke zeitnah zu füllen. Von einer besser synchronisierten Erzeuger- und Verbraucherseite profitieren nicht nur Anlagenbetreiber und Stromverbraucher, auch die Gesellschaft insgesamt, denn damit sinkt der Bedarf für den überregionalen Netzausbau“, so Clemens Neumann, Abteilungsleiter im Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) anlässlich des heute beginnenden, vom BMEL geförderten Vorhabens.

Der geplante Regler soll auch für Betreiber erneuerbarer Kleinstkraftwerke wie Photovoltaik-Hausdachanlagen unter 20 kW Leistung und für private Stromverbraucher geeignet und wirtschaftlich sein. Stromkunden könnten ihn zum Beispiel mit einer Smartphone-App bedienen, die ihre Haushaltsgeräte dann Strom beziehen lässt, wenn das lokale oder regionale, erneuerbare Angebot groß und preisgünstig ist.

Strom aus Biomasse, der im Gegensatz zu dem aus Wind und Sonne flexibel erzeugt werden kann, kann in einem Smart Grid zusätzlich eine stabilisierende Rolle spielen. Das IBB Ingenieurbüro Buss will das Regelungs-Konzept und den Prototyp des Reglers bis Ende 2017 entwickeln. Für das Vorhaben erhält es Fördermittel des BMEL über dessen Projektträger Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR). Informationen stehen auf fnr.de – Projekte & Förderung unter dem Förderkennzeichen 22400616 bereit.


Hintergrund

Nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz müssen Anlagen in der Stromdirektvermarktung seit Ende März 2015 fernsteuerbar sein. D. h., die Leistung von Windkraft- oder Biogasanlagen muss zum Beispiel von der Leitwarte eines Direktvermarkters aus je nach Bedarf hoch- oder runtergefahren werden können. Dafür gibt es auf dem Markt bereits verschiedene Produkte, bei denen es sich jedoch um Steuerungen handelt. Im Gegensatz zu einer Regelung hält eine Steuerung nur die vom Nutzer vorgegebenen Werte ein und reagiert nicht selbständig auf sich ändernde Bedingungen im System. Eine Regelung hingegen misst stetig den IST-Zustand, um den SOLL-Wert bei Bedarf anzupassen und kann so zum Beispiel Verbraucher je nach Angebot und Nachfrage selbständig an- oder abschalten.

Das Team des Ingenieurbüros Buss aus Ahaus will in dem jetzt gestarteten Projekt detaillierte Szenarien zur Einbindung eines Reglers in ein Elektrizitätsnetz der Verteilungsebene entwickeln und dabei verschiedene Verbraucher wie Waschmaschinen, Wärmepumpen oder Energiespeicher, Erzeuger wie kleine und mittlere regenerative Anlagen sowie unterschiedliche Strommarktsituationen berücksichtigen. Dazu wollen die Elektrotechnik-Experten die Soft- und Hardware und geeignete Schnittstellen entwickeln, um eine Verbindung zwischen dem Regler, den angeschlossenen Komponenten und dem Netz zu ermöglichen, die auch im Hinblick auf die Daten- und Systemsicherheit alltagstauglich ist. Zum Einsatz sollen dabei innovative Security-, Resilience- und Privacy-by-Design-Lösungen kommen. Auch den geplanten Prototyp des Reglers wollen die Entwickler von IBB Ingenieurbüro Buss in verschiedenen Real-Szenarien erproben.

Eine Bewertung der gesetzlichen Rahmenbedingungen für die beteiligten Akteure und eine Ableitung des entsprechenden Handlungsbedarfs runden das Vorhaben ab.

Das Regelungssystem soll mit intelligenten Stromzählern, auch Smart Meter genannt, kombinierbar sein. Smart Meter werden derzeit verstärkt getestet und sind ab 2017 bei Großkunden, ab 2020 bei größeren privaten Verbrauchern Pflicht. Sie sind ein Grundbaustein bei der Verwirklichung von intelligenten Stromnetzen („Smart Grids“).

Erneuerbarer Strom aus Wind und Sonne fällt dezentral in der Fläche an, auch dort, wo es wenig große Stromverbraucher gibt. Seine Erzeugung ist nicht steuerbar. Da auch konventionelle Kraftwerke wie Kern- und Braunkohlekraftwerke oder KWK-Anlagen nicht flexibel genug für eine schnelle Leistungsdrosselung sind, kommt es in sonnen- oder windreichen Zeiten immer öfter zu Stromüberschüssen. Bislang werden diese Überschüsse zu sehr niedrigen bis hin zu negativen Preisen an der Strom-Börse verkauft, zum Beispiel an Betreiber von Pumpspeicher-Wasserkraftwerken in Österreich oder der Schweiz, die einen stetigen hohen Strombedarf haben. Eine zweite Alternative stellt die Abregelung der erneuerbaren Anlagen dar. Beide Lösungen sind ineffizient, deshalb ist der bundesweite Netzausbau geplant, um u.a. Strom aus dem windreichen Norden in den verbrauchsstarken Süden zu leiten. Doch dieser Ausbau ist teuer und die Akzeptanz nicht immer gegeben. Eine elegante Lösung wäre es, die Überschüsse direkt vor Ort im bereits existierenden Niederspannungs-Verteilnetz zu verbrauchen, in dem die Verbräuche, die so genannten Lastkurven, der Produktion von Strom aus Wind, Sonne und auch Bioenergie zeitlich besser angepasst werden. Die Voraussetzung dafür ist ein Smart Grid, ein intelligentes Stromnetz, und die entsprechende Regeltechnik.

Pressekontakt:
Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.
Nicole Paul
Tel.: +49 3843 6930-142
Mail: n.paul(bei)fnr.de

PM 2016-29

Der neue Regler könnte den Bedarf an zusätzlichen Übertragungsnetzen – den bundesweiten „Strom-Autobahnen“ – reduzieren. Foto: FNR / Z.Hajkova
Basisdaten
Bauer Hubert