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Aus dem Facharchiv: Elektropraxis
Großbatteriespeicher für Netzbetreiber und Industriebetriebe

Übertragungsnetzbetreiber haben die oft nicht einfache Verpflichtung, bei Störungen ihre Stromnetze zu stabilisieren. Sie benötigen dafür unter anderem sogenannte Regelleistung, die sie aus konventionellen Reservekraftwerken, neuerdings aber auch aus großen Batteriespeichern beziehen können.

>>Batteriecontainer (links) und Übergabestation mit Wechselrichter- und Mittelspannungsanlage<< (Bild: Smart Power)

Doch nicht nur für Netzbetreiber sind diese Speichersysteme interessant, sondern beispielsweise auch für Industriebetriebe zur Kappung oder Glättung von Leistungsspitzen. Die folgenden Ausführungen sollen zunächst an einem Beispiel zeigen, wie ein Batteriespeicher für den MW-Bereich aufgebaut ist und wie er mit der Bereitstellung von primärer Regelleistung zur Netzstabilisierung beitragen kann. Das zweite Kapitel beschäftigt sich mit der Möglichkeit, Batteriespeicher zur Kappung von Lastspitzen (Peak Shaving) in Netzen von Gewerbe- und Industriebetrieben einzusetzen.

Batteriespeicher für die 
Netzstabilisierung

Mit der Energiewende erlebt das Stromnetz einen grundlegenden technischen und strukturellen Wandel. Auslöser ist die zahlenmäßige Zunahme von Windkraft- und Photovoltaikanlagen, die ihren Strom aber nicht gleichmäßig, sondern zu unterschiedlichen Zeiten und in schwankendem Umfang (volatil) ins Stromnetz einspeisen. Diese Volatilität kann dazu führen, dass sowohl die Netzfrequenz als auch die Netzspannung den durch Normen vorgegebenen Toleranzrahmen verlassen und damit die Stabilität und letzten Endes die Sicherheit der Stromversorgung gefährden.

Regelleistung 
in drei Qualitätsstufen

Die Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB) haben unterschiedliche Möglichkeiten, Schwankungen im Netz auszugleichen und die Netzfrequenz immer möglichst nah am Sollwert von 50 Hz zu halten. Schon bei einer Abweichung von 0,01 Hz fordert die Systemführung eines ÜNBs von ihrem Stromlieferanten die vertraglich zugesicherte Lieferung primärer Regelleistung an, die dann innerhalb von 30 s zur Verfügung stehen muss (siehe Infokasten: „Die drei Stufen der Versorgung mit Regelenergie“).

Das Projekt einer Großspeicheranlage in Garching als Beispiel

Bisher waren es größtenteils Betreiber konventioneller Kraftwerke, die primäre Regelleistung am Markt anboten. Aktuell beteiligen sich mehr und mehr auch Großbatteriespeicher, wie beispielsweise eine Anlage mit einer Lade- und Entladeleistung von mehr als 1 MW, die Mitte des Jahres 2017 im oberbayerischen Garching bei München in Betrieb gegangen ist (Bild). Beteiligt am Projekt sind mehrere Unternehmen: die Smart Power GmbH & Co. KG aus Feldkirchen, die die Planung, den Bau und die Installation des Speichers übernommen hat, sowie als Partner der italienische Wechselrichterhersteller Bonfiglioli und der Speicherspezialist NEC Energy Solutions. Die Bayernwerk AG ist verantwortlich für die Einbindung des Regelenergiespeichers ins europäische Verbundnetz und für die Netzsteuerung der Anlage. Und nicht zuletzt sitzt die TU München mit im Boot. Das Projekt gebe den Forschern der Universität durch seine unmittelbare Nähe zum Campus die Möglichkeit, zeitnah theoretische Modelle und Simulationen durch Analysen am realen System zu überprüfen, begründet der stellvertretende Leiter des Lehrstuhls für elektrische Energiespeichertechnik, Dr. Holger Hesse, seine Motivation für die Zusammenarbeit mit Smart Power und dem Bayernwerk.

Der technische Leiter des Generalunternehmens Smart Power, M. Eng. Ulrich Bürger, hebt in einem Gespräch die Vorteile „seiner“ Anlage hervor: „Unser Batteriespeicher kann Energie aufnehmen und abgeben; vor allem: er ist schnell. Wir können innerhalb von 20 ms von voller negativer Leistung auf volle positive Leistung umschalten. Er arbeitet nicht nur in der Netzstabilisierung effizienter als ein konventionelles Kraftwerk.“ Doch das sei noch nicht alles, wie Bürger betont. SmartPower könne seinen Kunden weitere Funktionen nennen, die der Speicher beherrsche.“ So plane man jetzt Projekte für Stadtwerke, die Probleme mit der Blindleistungskompensation haben. Auch da könne man mit dem Großbatteriespeicher helfen. Ein weiteres Problem, zu dessen Lösung Bürger beitragen will: „Stadtwerke müssen ihrem vorgelagerten Netzbetreiber die Lastspitzen bezahlen. Unser Speicher kann solche teuren Maximalbelastungen kappen.“

Das Projekt sei sehr komplex gewesen, berichtet Ulrich Bürger. Man habe, bis man fündig geworden sei, viele Standorte prüfen und ebenso viele behördliche Bedingungen sowie Vorgaben der TU München erfüllen müssen. Und auch jetzt, wo die Anlage in Betrieb sei, könne man sich über Arbeitsmangel nicht beklagen. „Wir nehmen immer an der Auktion teil, die die vier deutschen Übertragungsnetzbetreiber wöchentlich starten. Und nur, wenn wir den Zuschlag bekommen, wird unsere Leistung auch vergütet.“ Mit großen Gewinnen rechne man bei einem Umsatz von circa 140 000 Euro im Jahr nicht. Man hoffe, mit einer schwarzen Null heraus zu kommen. Es gehe in erster Linie um die Referenz der Firma und eben darum, die Forschung weiterzubringen.

Präqualifikation und Ausschreibungen von Regelleistung

Die Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB) – wie in diesem Falle Tennet – decken ihren Bedarf an Primär- und Sekundärregelleistung sowie Minutenreserve über regelmäßig stattfindende Ausschreibungen. Anbieter, die daran teilnehmen wollen, müssen zuvor in einem Präqualifikationsverfahren den Nachweis erbringen, dass sie die erforderlichen Anforderungen für die Erbringung einer oder mehrerer Arten von Regelleistung erfüllen können. Neben technischer Kompetenz müssen eine ordnungsgemäße Erbringung der Regelleistung unter betrieblichen Bedingungen und die wirtschaftliche Leistungsfähigkeit des Anbieters gewährleistet sein. Nach dem Präqualifikationsverfahren schließt der zuständige ÜNB mit dem Anbieter je Regelenergieart einen Rahmenvertrag ab, der Voraussetzung für die Teilnahme an den Ausschreibungsverfahren ist. Primär- und Sekundärregelleistungen werden wöchentlich ausgeschrieben, die Minutenreserve täglich. Für die Abwicklung der Ausschreibungen und weitere Informationen haben die deutschen Übertragungsnetzbetreiber eine gemeinsame IT-Plattform unter www.regelleistung.net eingerichtet.

Autor: W. Wilming

Der vollständige Artikel ist in unserem Facharchiv nachzulesen.

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