Erneuerbare Energien flexibler nutzen

Im Rahmen von Sim4Blocks werden innovative Lastmanagementverfahren für private und gewerbliche Nutzung entwickelt und dezentrale Energiemanagement-Technologien zur Lastregulierung auf Quartiersebene verknüpft. Am Projekt beteiligt sich ein Konsortium von 17 europäischen Partnern. Darunter die HFT Stuttgart, welche die Projektkoordination unter der Leitung von Prof. Dr. Ursula Eicker übernommen hat. Das Projekt hat eine Laufzeit von vier Jahren und startete am 1. April 2016.

„Die Lastmanagement-Systeme und -Dienste werden zunächst an drei Orten in Deutschland, Spanien und in der Schweiz getestet. Dabei kommen Schnittstellen zum Einsatz, die eine intuitive Nutzung sicherstellen sollen. An den drei Orten befinden sich Quartiere mit Niedrigenergiehäusern, verschiedenen Energieversorgungssystemen und einer Infrastruktur, die das Testen von Lastmanagement-Strategien ermöglicht“, erklärt Prof. Dr. Ursula Eicker, wissenschaftliche Leiterin des Projekts und Leiterin des Instituts für Angewandte Forschung (IAF) an der HFT Stuttgart.

„Demand-Response hat im Industriebereich schon längst in Deutschland Fuß gefasst, z.B. in der Aluminium-Industrie. Sim4Blocks trägt dazu bei, Demand Response als Produkt und Dienstleistung für Haushalte und Kleingewerben zugänglich zu machen und entsprechende Vorteile für das Stromnetz, die sich aus der großen Anzahl von kleinen Teilnehmern ergeben, zu realisieren,“ erläutert Malcolm Yadack, wissenschaftlicher Koordinator des Projekts im Team von Prof. Dr. Eicker.

Alles in allem wird Sim4Blocks dazu beitragen, dass sich das Stromnetz flexibler auf die schwankenden regenerativen Energiequellen einstellen kann. Damit leistet das Projekt einen wertvollen Beitrag zur Dekarbonisierung der Stromerzeugung. Zudem wird Sim4Blocks private Nutzer für die Thematik sensibilisieren und sie einbinden. Nicht zuletzt werden auch Kosteneinsparungen für Verbraucher angestrebt.

Warum ist Flexibilität nötig?

Wechselspannungs-Elektrizitätsnetze müssen mit gleichbleibender Frequenz betrieben werden. In Europa beträgt sie 50 Hertz. Dies geschieht, indem Stromangebot und -nachfrage im Gleichgewicht gehalten werden. Als Elektrizität fast ausschließlich aus fossilen Quellen und Kernenergie gewonnen wurde, war dies ohne Schwierigkeiten möglich. Die bereitgestellte Energie konnte ohne größeren Aufwand an die Nachfrage angepasst werden, so dass die Netzfrequenz konstant blieb.

In den letzten Jahren jedoch ist der Anteil der Erneuerbaren Energien an der elektrischen Energieversorgung derartig groß geworden, dass die natürlichen Schwankungen der erneuerbaren Energiequellen die Einhaltung einer stabilen Netzfrequenz schwierig machen. Im schlimmsten Fall kann dies zu Stromausfällen führen oder die Abschaltung von Wind- oder Sonnenenergieanlagen nötig machen, was einer Energieverschwendung gleichkommt.

Lastmanagement („Demand response“) - Energieverbrauch dann, wenn der Wind weht

Da es nicht mehr ohne weiteres möglich ist, die Netzfrequenz auf der Erzeugerseite zu regeln, werden neue Methoden dafür benötigt. Eine Möglichkeit besteht darin, Systeme und Anreize zu schaffen, damit Verbraucher ihre Nachfrage an das Angebot anpassen (statt wie bisher das Angebot an der Nachfrage auszurichten). Das ist mit Lastmanagement (Demand Response) gemeint: Konsumenten passen ihren Stromverbrauch an die zum jeweiligen Zeitpunkt verfügbare Energiemenge an. In der Regel bedeutet dies eine Verschiebung des Elektrizitätsverbrauchs weg von Zeiten mit geringer erneuerbarer Energieerzeugung hin zu Zeiten, an denen mehr Leistung zur Verfügung steht, also z.B. wenn der Wind weht. Die Verbraucher übernehmen damit eine aktivere Rolle im Betrieb des Stromnetzes.

Durch Lastmanagement kann das temporäre Abschalten von Windenergie- oder Photovoltaikanlagen vermieden werden. Lastmanagement kann auch zur Reduzierung von Nachfragespitzen genutzt werden und trägt dadurch zur Entlastung von Spitzenlastkraftwerken bei.