Poolregler für ein virtuelles Kraftwerk – Projekte – Pioneer Fund – Technische Universität Darmstadt

Poolregler für ein virtuelles Kraftwerk

Im Zuge der Energiewende nimmt der Anteil dezentraler, volatil einspeisender Anlagen an der Gesamtstromerzeugung immer stärker zu, während gleichzeitig immer mehr große regelbare konventionelle Anlagen stillgelegt werden. Da zur Stabilität des Stromsystems Erzeugung und Verbrauch elektrischer Energie stets im Gleichgewicht sein müssen, werden in Zukunft auch kleinere dezentrale bzw. in ihrer Regelbarkeit eingeschränkte Anlagen Systemverantwortung übernehmen müssen. Gelingt die vorausschauende Abstimmung zwischen Erzeugung und Verbrauch nicht, werden im schlimmsten Fall Verbraucher oder Erzeuger gezwungenermaßen vom Netz getrennt bzw. EEG-Anlagen abgeregelt, was wiederum mit zusätzlichen Kosten und Akzeptanzproblemen im Zuge der Energiewende verbunden ist. Eine Lösung zur strukturierten Anbindung kleinerer, bzw. in ihrer Regelbarkeit eingeschränkter Anlagen in das Stromnetz ist der Zusammenschluss dieser Anlagen zu einem größeren vernetzten Anlagenpool, einem sogenannten „virtuellen Kraftwerk“.

Projekt Kick-Off 2017. Personen: (v.r.n.l.): M. Sc. Thomas Weber (Projektkoordinator), M. Sc. Robert Heitzmann (Innovationsmanager der TU Darmstadt, Pioneer Fund).
Projekt Kick-Off 2017. Personen: (v.r.n.l.): M. Sc. Thomas Weber (Projektkoordinator), M. Sc. Robert Heitzmann (Innovationsmanager der TU Darmstadt, Pioneer Fund).

Virtuelle Kraftwerke

Um den Betrieb der einzelnen Anlagen zeitlich aufeinander abzustimmen und Synergieeffekte zwischen verschiedenen Anlagentypen nutzbar zu machen, ist ein Leitsystem (Poolregler) erforderlich, in dem spezielle Regelungsalgorithmen die dezentralen Anlagen intelligent steuern. Das virtuelle Kraftwerk kann damit vergleichbar zu einem konventionellen Kraftwerk agieren.

Bedeutung für die Energiewende

Virtuelle Kraftwerke können dazu beitragen den Bedarf für den Ausbau des Stromnetzes zu verringern, da Netzzellen dazu befähigt werden, die dezentrale Erzeugungs- oder Verbrauchsleistung koordiniert zu steuern. Die damit sinkenden Kosten des Netzausbaus wirken sich wiederum positiv auf den Strompreis aus, womit auch die Akzeptanz der Energiewende steigt.

Weiterhin ist ein virtuelles Kraftwerk in der Lage auch große Leistungsgradienten problemlos abzufahren sowie ohne große Kosten die steuerbare Erzeugungsleistung vollständig abzuschalten. Diese Eigenschaften sind besonders im Hinblick auf die starken Erzeugungsschwankungen im Zusammenhang mit dem Ausbau der erneuerbaren Energien vorteilhaft.

Zur Erreichung der Klimaschutzziele muss nicht nur die Stromversorgung auf erneuerbare Energien umgestellt werden. Auch der Wärmesektor und der Verkehrssektor sind umzustrukturieren. Unter dem Begriff Sektorkopplung wird eine Verflechtung der Energiebereiche Strom, Wärme und Verkehr verstanden. Dabei wird die elektrische Energie als energetisches Drehkreuz gesehen. Durch die Sektorkopplung ergeben sich weitere hohe Optimierungspotentiale, allerdings steigt damit auch die Komplexität des Systems. Virtuelle Kraftwerke mit einem geeigneten Poolregler sind das ideale Werkzeug, um dieser Komplexität zu begegnen.

Wirtschaftliche Bedeutung

Durch den Einsatz virtueller Kraftwerke können Markthürden leichter überwunden werden. So werden durch die intelligente Vernetzung dezentrale, für die Marktanforderungen zu kleine bzw. nicht ausreichend steuerbare Anlagen in die Lage versetzt, an Märkten mit erhöhten Anforderungen zu handeln. Das virtuelle Kraftwerk ermöglicht somit die Erbringungen von Energiedienstleistungen wie einerseits klassische Börsengeschäfte und andererseits Systemdienstleistungen zur Stabilisierung des Stromnetzes.