In immer mehr Städten und Kommunen sind auf den Dächern Solarpanels zu finden. Allein in Deutschland waren Anfang 2021 Solaranlagen mit einer Leistung von insgesamt ca. 60 GW (Gigawatt) installiert – das entspricht der Leistung von ca. 60 großen Kraftwerken! Bis 2035 soll die installierte Leistung sogar auf rund 200 GW gesteigert werden. Damit wäre das Stromnetz mit mehr Leistung ausgestattet als bislang unter Einbezug von Strom aus Kern- und Kohlekraftwerken. Dabei wird Solarstrom tagsüber produziert, überwiegend aber morgens und abends verbraucht. Wohin also mittags mit dem vorrätigen Strom?
Sonnige Aussichten: kommunale Solarspeicher
Sauberer Sonnenstrom – eine der wichtigsten Säulen der Energiewende. Mittlerweile produzieren immer mehr Privathaushalte ihren eigenen Ökostrom. Doch wie lohnenswert sind ergänzende individuelle Batteriespeicher im Vergleich zu kommunalen Lösungen?
Sonnige Aussichten: kommunale Solarspeicher
Sauberer Sonnenstrom – eine der wichtigsten Säulen der Energiewende. Mittlerweile produzieren immer mehr Privathaushalte ihren eigenen Ökostrom. Doch wie lohnenswert sind ergänzende individuelle Batteriespeicher im Vergleich zu kommunalen Lösungen?
Die Abgabe des Sonnenstroms ans öffentliche Netz oder andere Verbraucher macht wegen der zur Mittagszeit allgemein geringen Nachfrage wenig Sinn. Bleibt also, die Nachfrage an das Angebot anzupassen. Wer die Möglichkeit hat, kann beispielsweise sein E-Auto mittags laden oder den Strom für Heizung, Warmwasser und Kühlanlagen nutzen. Oder der Strom wird mithilfe von Batteriespeichern zwischengespeichert, um ihn in den Abendstunden zu verwenden. Wetterbedingt fällt der reale Ertrag aus Solaranlagen zwar meist geringer aus als theoretisch möglich. Dennoch ergäbe sich bei Einhaltung der Pläne bis 2035 ein Jahresertrag von etwa 200 TWh, was einem Drittel des Stromgesamtbedarfs entspräche, dessen Nutzung sinnvoll über den Tag verteilt werden sollte.
Mein Speicher, dein Speicher, unser Speicher
Immer mehr Privathaushalte entscheiden sich dafür, den selbst produzierten Strom für den Eigenverbrauch zu speichern und investieren in entsprechende Systeme. Bis 2025 soll sich die installierte Solarspeicherkapazität laut Prognosen von Solarpower Europe europaweit auf 12,8 Gigawattstunden erhöhen – das entspricht einem Wachstum von 400 Prozent innerhalb von nur vier Jahren. Aber wie wirtschaftlich und technisch sinnvoll sind entsprechende Individuallösungen innerhalb eines Ortsnetzes?
Wie autonom sich ein Haushalt selbst versorgen kann, hängt im Wesentlichen von der Leistungsbilanz im Tagesverlauf und der Kapazität des Batteriespeichers ab. Für eine Solarleistung von 3,3 kW werden ca. 20 kWh an Speicherkapazität benötigt, um das Leistungsmaximum um die Mittagszeit zuverlässig in die Abendstunden zu verschieben. Das entspricht der Größe der Batterie eines kleinen Elektrofahrzeugs und deckt den mittleren Tagesbedarf eines 4-Personen-Haushaltes.
„Kommunale Speicherlösungen sind in der Regel wirtschaftlicher als individuelle und stabilisieren zudem die Netze.“
Mehrere Gründe allerdings sprechen für eine gemeinschaftliche Lösung auf kommunaler Ebene: Denn während der persönliche Stromverbrauch extrem schwankt, mittelt sich der Leistungsbedarf in den Stromnetzen mit steigender Anzahl der angeschlossenen Haushalte. Das heißt: 100 Haushalte an einem gemeinsamen Anschlusspunkt finden sich nahe an ihrem mittleren Bedarf. Zur gleichen Zeit wird dort typischerweise nur ein Zehntel der individuellen Anschlusswerte angerufen. Ein kommunaler Energiespeicher also, der an einem Ortsnetztransformator angeschlossen ist, kann deutlich wirtschaftlicher ausgelegt werden und individuelle Leistungsspitzen der Haushalte bedienen. Auch für Stromnetzbetreiber bringen kommunale Speicherlösungen erhebliche Vorteile: Einerseits verhindern sie den unnötigen Transport überschüssigen Solarstroms und den dafür erforderlichen Netzausbau. Andererseits ermöglichen Energiespeicher in Verbindung mit erneuerbaren Energiequellen eine autonome Stromversorgung.
Zukunftsvision im Aufbau
Die Nutzung erneuerbarer Erzeuger in Kombination mit Solarspeichern erhöht somit die Versorgungssicherheit und Widerstandsfähigkeit der Stromnetze dadurch signifikant. Allerdings ermöglicht die derzeitige Praxis der Regulierung in Deutschland den Betrieb kommunaler Stromspeicher noch nicht. In Feldversuchen mit Ausnahmeregelung werden aktuell praktische Erfahrung gesammelt, um ein Modell für eine gesamtwirtschaftlich sinnvolle Regulierung zu finden.
Schon gewusst?
Autarker Kraftwerksbetrieb mit Umrichtern
Der für den Anschluss der Speichersysteme an das örtliche Stromnetz benötigte Umrichter lässt sich wie ein kleines Kraftwerk betreiben: Bei Abschaltung des Netzes stellt er die erforderliche Spannung zur Verfügung und liefert die benötigte elektrische Leistung bzw. nimmt überschüssige Leistung auf. Betreiber kommunaler Solarspeicher sind somit in der Lage, die Versorgung mit elektrischer Energie autonom bereitzustellen, z.B. im Falle einer Störung im Netz. In diesem Fall würde das kommunale Netz als Inselnetz betrieben. Diese Betriebsart ist mit Energiespeichern und Solaranlagen durchaus üblich und ersetzt bzw. ergänzt den Einsatz von Dieselgeneratoren. Für den Wiederaufbau des Netzes können Netzbetreiber die Inselnetze einfach wieder zu einem Verbundnetz zusammenführen. Auch diese Methode wird bei kleineren Kraftwerken bereits eingesetzt.
