Stromversorgung der Zukunft mit virtuellen Kraftwerken, Quelle: LichtBlick AG
Die Wende zu einer zukunftsfähigen Energieversorgung mit erneuerbaren Energien bringt neue Aufgaben für die Energiewirtschaft mit sich. Statt weniger großer Kraftwerke gibt es viele kleine und verteilte Kraftwerke, deren Stromproduktion auch noch wechselhaft ist, da sie vom Wetter und der Tageszeit abhängig sind. Das ist eine große Herausforderung, die mit innovativen High-Tech-Lösungen gemeistert werden können.
Eine der möglichen Lösungen habe vor ein paar Tagen vorgestellt, dabei wird ein intelligent vernetzter Windpark per Fernsteuerung entsprechend den Marktbedürfnissen geregelt. Auch wenn es sich nicht so anhört, scheinbar wird erst durch die Kommunikation in Echtzeit die Auslastung des Windparks optimiert. Künftig könnten auch Speicher integriert werden, um die Auslastung der Windenergie-Anlagen zu erhöhen. Die Vermarktung des Windstroms erfolgt dabei nicht über das EEG, sondern durch Direktvermarktung an der Leipziger Strombörse.
Bei diesem Beispiel können auch weitere Windparks in die Steuerung zu einem virtuellen Kraftwerk integriert werden. Nach der Definition bei Wikipedia ist ein virtuelles Kraftwerk eine Zusammenschaltung von kleinen, dezentralen Stromerzeugungseinheiten zu einem Verbund, der nachfragegeführt elektrische Leistung bereitstellen und damit dargebotsunabhängige Leistung aus Großkraftwerken ersetzen kann.
Auch die großen Energieversorger befassen sich mit diesem Thema, bis jetzt aber mehr theoretisch als im praktischen Einsatz. Lediglich bei RWE habe ich Informationen zu einem Demonstrationsprojekt finden können. Allerdings sind hier nur Wasserkraftanlagen, Blockheizkraftwerke und sogenannte Netzersatzanlagen enthalten, was auch immer letzteres sein soll.
Viel interessanter ist der Ansatz des jungen Strom- und Gasversorgers Lichtblick, der in seinem Schwarmkraftwerk – was lediglich ein anderes Wort für virtuelles Kraftwerk ist – jetzt auch einen Windpark mit einbezieht. Aus der Schwarm-Zentrale in Hamburg regelt und vernetzt LichtBlick bereits die gemeinsam mit Volkswagen entwickelten ZuhauseKraftwerke, die das Unternehmen gezielt zum Ausgleich wetterbedingt schwankender Stromerzeugung aus Wind und Sonne einsetzt.
Die Steuerung übernimmt eine von LichtBlick entwickelte Software. Sie bündelt Energiemarkt-, Wetter- und Anlagendaten. Die Software kann daraus Betriebspläne entwickeln und direkt auf Erzeugungsanlangen – wie zum Beispiel ZuhauseKraftwerke oder jetzt auch Windräder – zugreifen und deren Betrieb optimieren.
Im Rahmen des Marktprämienmodells vermarktet LichtBlick 2012 Windräder mit einer Leistung von mehr als 400 Megawatt. Mit einem neuen “Fernsteuerbarkeitsbonus” setzt die Bundesregierung 2013 gezielt auf die Marktintegration der Windenergie. “Mit der Fernsteuerung schaffen wir zusätzliche wirtschaftliche Anreize für Anlagenbetreiber, die sich im kommenden Jahr unserer SchwarmStrom-Vermarktung anschließen”, betont der Vorstand Energiewirtschaft von LichtBlick, Gero Lücking.
Der Windpark Druiberg bei Dardesheim ist mit 150 MW der größte Stromproduzent im virtuellen Kraftwerk der Regenerativen Modellregion Harz, © Windpark-Druiberg.de
Ein Demonstrationsprojekt mit einem virtuellen Kraftwerk ist die Regenerative Modellregion Harz (RegModHarz), das im Oktober erfolgreich abgeschlossen wurde. Durchgeführt wurde das Projekt vom Fraunhofer-Institut IWES mit Unterstützung von dem Online-Prognoseplaner für Wind- und Solarenergie Enercast.
„Wir haben im Landkreis Harz den technischen Beweis erbracht, dass ein regeneratives Kombikraftwerk mit erneuerbaren Energien und sein Leitstand im Alltag funktionieren und dass sich diese Technologie als Motor der Energiewende herauskristallisiert”, stellte der stellvertretende Leiter des Fraunhofer IWES, Dr. Kurt Rohrig, fest. „Unsere Feldversuche haben einmal mehr gezeigt, dass die Energiewende vor Ort umgesetzt werden muss”, betonte Rohrig. Was die Produktion und Verteilung angehe seien die erneuerbaren Energien schon weit ausgereift. „Jetzt müssen wir Wege finden, um sie unabhängig vom Erneuerbare-Energien-Gesetz in den Markt zu bringen.”
Anders als herkömmliche, auf eine einzige Energiequelle zugeschnittene Kraftwerke ist das virtuelle Kraftwerk eine Softwareplattform, auf der unterschiedliche regenerative Energieerzeuger, Energiespeicher und Verbraucher miteinander vernetzt, überwacht und koordiniert werden. „Es ist de Drehund Angelpunkt für die dezentrale Energieversorgung von morgen”, beschreibt Projektleiter Florian Schlögl die Bedeutung dieses Kraftwerkskonzepts.
Im Landkreis Harz wurden im Rahmen der E-Energy-Initiative des Bundes in einem solchen Kraftwerk unter anderem Windparks, Photovoltaik-Anlagen sowie Biogasanlagen über das Internet zusammen geführt. Als simulierte Speicher wurden zudem ein Pumpspeicherkraftwerk und Elektrofahrzeuge dazu geschaltet. 43 Haushalte wurden mit intelligenten Zählern, so genannten Smart Metern, ausgestattet und in den Versuch einbezogen. Das im Harz erprobte Kraftwerk ist in der Lage, Mess- und Zählerdaten in Echtzeit zu erfassen, anhand von Erzeugungs- und Lastprognosen Fahrpläne für die Energieversorgung automatisch zu erstellen und mit dem Strom an Energiemärkten wie EPEX SPOT zu handeln. „So können wir die für die erneuerbaren Energien typischen Schwankungen in der Erzeugung ausgleichen, Versorgungssicherheit schaffen und den Strom zeitnah und flexibel vermarkten.”, sagt Schlögl.
Die Schaltstelle des virtuellen Kraftwerks ist die Leitwarte, ein Steuerungssystem mit grafischer Benutzeroberfläche, die den Backend-Server des Kraftwerks mit dem Bediener verbindet. Alle wichtigen Informationen wie die Leistung der Energieerzeuger, der Speicherstand, Wind- und Solarleistungsprognosen oder der aktuelle Stand an der Strombörse laufen hier zur Analyse und Weiterverarbeitung zusammen und werden auf vier Bildschirmen sichtbar gemacht. So zeigt die Vermarktungsansicht die verkauften Energiemengen und die Gebote der Strombörse, die Meldungen-Ansicht alle aktuellen und zurück liegenden Ereignisse im virtuellen Kraftwerk und die Topologie-Ansicht technische Daten und Fahrpläne.
