Herausforderung
Die Erzeugung von Strom aus Photovoltaik-Anlagen hat sich in Deutschland zwischen den Jahren 2010 und 2022 auf knapp 62 Terawattstunden mehr als verdreifacht.
Diese positive Entwicklung hinsichtlich Treibhausgasreduzierung, eigener Wertschöpfung und der Verwendung des kostenlosen Sonnenstroms erfordert jedoch auch Investitionen in die Infrastruktur, denn wenn die Sonne bei wolkenfreiem Himmel ihre volle Leistung entfaltet und alle PV-Anlagen gleichzeitig ihren Strom ins Netz abgeben, kann dieser in der Regel während der Mittagszeit nicht vollständig verbraucht werden. Was für den Netzanschluss eines Privathaushalts kein Problem darstellt, stellt dagegen den Netzbetreiber vor Herausforderungen. Netzbetreiber stehen daher unter dem Druck, in ein leistungsstärkeres Stromnetz zu investieren, um den überschüssigen Strom aus dem lokalen in das überregionale Stromnetz abzuführen und weiterhin die Netzsicherheit gewährleisten zu können. Eine weitere mögliche Maßnahme bietet die Errichtung von Energiespeichern, die den Strom bei Überschuss zwischenspeichern und bei Unterdeckung wieder abrufen.
Energiespeichersysteme
Wie das Wimmelbild zeigt, gibt es die unterschiedlichsten Energiespeichersysteme. Grundsätzlich unterscheidet man zwischen chemischen, thermischen, mechanischen und elektrischen Speichern. Aufgrund unterschiedlicher Technologie, Leistung, Kapazität, Modularität, Ansprechzeit, Verfügbarkeit oder sogar der Nutzung von örtlichen Gegebenheiten und Synergien kann man sie vielfältig einsetzen.
Der überschüssige PV- oder Windkraft-Strom kann hierzu zum Beispiel in Großbatterien elektrisch gepuffert, seine Energie in andere Medien, wie in einem Warmwasser-Großtank eingeleitet, auf ein höheres Energieniveau in einen Pumpspeicher gepumpt oder in andere Energieformen wie Wasserstoff umgewandelt werden und dann bei Bedarf und wenn möglich wieder in Strom zurückgewonnen werden. Bei der Umwandlung in andere Energieformen können auch Nebenprodukte wie Sauerstoff für Kläranlagen und die Fischzucht gewonnen oder Wasserstoff kann über Rohrleitungen an Industrie, Gewerbe und Haushalte geleitet werden.
Es können Kurzzeitspeicher eingesetzt werden, um Tages- und Nachtschwankungen auszugleichen oder Langzeitspeicher, die den Strombedarf während Schlechtwetterphasen oder saisonale Schwankungen zwischen Sommer und Winter überbrücken können.
Um Energieverluste zu vermeiden, sollte Strom vorrangig als Strom gespeichert werden. Erst wenn die Größe, Ansprechzeit, saisonale Schwankungen und Wirtschaftlichkeit nicht mehr realisiert werden kann, ist zu überlegen, überschüssigen Strom in mechanische oder chemische Energie zu transformieren.
Stromspeicher
Insgesamt sind mittlerweile bereits ca. 8 Gigawattstunden an stationären Batteriespeichern in Deutschland gemeldet. Der größte Anteil entfällt dabei auf die Heimspeicher, die den Gesamtmarkt tragen. Großspeicher bilden den zweitgrößten Markt vor Gewerbespeichern. Zum Vergleich, nationale Pumpspeicherkraftwerke haben eine Speicherkapazität von insgesamt 39 Gigawattstunden.
Heimspeicher werden derzeit überwiegend zur Erhöhung des solaren Eigenverbrauchs eingesetzt. Gewerbespeicher dienen vor allem dem solaren Eigenverbrauch sowie der Lastspitzenkappung bei Gewerben oder der Schnellladung von Elektrofahrzeugen. Großspeicher wurden in den letzten Jahren fast ausschließlich zur Bereitstellung von Primärregelleistung (Frequenzerhaltung) erbaut. Momentan zeichnen sich jedoch drei neue Einsatzgebiete ab, wie die Integration großer PV- und Windparks im Rahmen von Innovationsausschreibungen, als Netz-Booster an strategisch günstigen Netzknoten und die Optimierung des Energiemanagements an großen Industriestandorten. Der bisher hierfür erbaute größte europäische Stromspeicher befindet sich in der englischen Hafenstadt Hull mit 196 Megawattstunden und kann für zwei Stunden 98 Megawattstunden abgeben.
Energietipp
Als PV-Anlagenbetreiber können Sie den Eigenverbrauch Ihres selbsterzeugten Stroms durch die Installation einer Hausbatterie von ca. 30% auf ca. 70% steigern. Als Stromkonsument können Sie versuchen Ihre elektrischen Geräte während der Mittagszeit zu betreiben. Beide Maßnahmen tragen zu einer gleichmäßigeren Belastung des Stromnetzes bei.
Quellen
Battery Charts | RWTH Aachen
https://battery-charts.rwth-aachen.de/
Vorteile und Nachteile unterschiedlicher Flüssigbatterien | CleanThinking.de https://www.cleanthinking.de
Energiewende direkt | Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz
https://www.bmwi-energiewende.de
Größte Batterie Europas
https://teslamag.de
Piktogramme: https://www.flaticon.com/de/kostenlose-icons/piktogrammehttps://www.flaticon.com/de/kostenlose-icons/piktogramme
