Batteriespeicher könnten mehr PV ans Netz bringen

Deutschlands Stromnetze könnten nach einer neuen Kurzstudie deutlich mehr Photovoltaikleistung aufnehmen als bislang angenommen. Das Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (Fraunhofer IEE) hat im Auftrag des Bundesverbandes Solarwirtschaft (BSW-Solar) untersucht, wie Batteriespeicher an Umspannwerken zusätzliche PV-Anlagen ermöglichen können.

Das technische Potenzial an 1.313 ländlichen, stark von erneuerbaren Energien geprägten Standorten beziffert die Studie auf rund 150.000 MW zusätzliche PV-Leistung. Zum Vergleich: In Deutschland sind derzeit erst rund 130.000 MW davon installiert.

Der BSW-Solar will die Ergebnisse in die laufenden Beratungen des Bundestags zum sogenannten Netzpaket einbringen. Die Bundesregierung plant damit, den Ausbau von erneuerbaren Energien und Speichern stärker mit dem Netzausbau abzustimmen. Vorgesehen sind zudem Änderungen bei Netzanschlüssen und beim Umgang mit Netzengpässen.

Nach Ansicht des Verbandes sollten Netzkapazitäten zunächst besser genutzt werden, bevor zusätzliche Gebiete als Netzengpassgebiete ausgewiesen werden. Der BSW-Solar fordert unter anderem einen stärker digitalisierten Netzbetrieb sowie einen erleichterten Einsatz netzdienlicher Batteriespeicher an Umspannwerken.

Doppelte Leistung je Trafo anschließbar

Den Ansatz der Studie bildet nicht allein die Nennleistung eines Transformators. Entscheidend sei vielmehr, wie stark dieser im Jahresverlauf tatsächlich ausgelastet ist. Transformatoren erreichen ihre maximale Übertragungsleistung demnach nur während bestimmter Zeiträume. Batteriespeicher könnten in diesen Phasen Solarstrom aufnehmen und später wieder ins Netz einspeisen. Damit ließe sich die vorhandene Transformatorleistung zeitlich besser ausnutzen. Die Speicher würden Leistungsspitzen bei der Einspeisung abfangen und das Umspannwerk entlasten. Nach dem zentralen Szenario der Studie könnte an einem Umspannwerk insgesamt die doppelte Leistung aus erneuerbaren Energien angeschlossen werden, die der Transformator gleichzeitig übertragen kann.

Voraussetzung ist laut der Studienautoren eine ausreichend dimensionierte und intelligent gesteuerte Batterie. Sie muss die tatsächlichen Leistungsflüsse am Umspannwerk berücksichtigen und insbesondere bei lokalen Einspeisespitzen laden. Auf diese Weise kann die verfügbare Netzkapazität auch in Zeiten genutzt werden, in denen der Transformator ansonsten nur teilweise ausgelastet ist.

Im untersuchten Szenario müsste auf diese Weise im Jahresdurchschnitt lediglich rund ein Prozent des zusätzlich erzeugten Solarstroms wegen der begrenzten Transformatorleistung abgeregelt werden. Die Studie stellt damit nicht allein den Zubau von Speichern, sondern deren Steuerung in den Mittelpunkt.

Potenzial aus 20 Trafos hochgerechnet

Für die Untersuchung analysierte das Fraunhofer IEE zunächst reale Betriebsdaten von 20 Transformatoren an 13 Umspannwerken. Darauf aufbauend modellierten die Forschenden, wie sich zusätzlicher PV-Ausbau mit Großbatteriespeichern auf die Auslastung der Transformatoren auswirken könnte.

In einem zweiten Schritt übertrugen sie die Ergebnisse mithilfe von Ähnlichkeitsanalysen auf 1.313 ländliche Umspannwerke in Deutschland. Diese Standorte sind laut Studie besonders stark durch die Einspeisung erneuerbarer Energien geprägt. Daraus ergibt sich das errechnete technische Potenzial zusätzlicher PV-Leistung.

Carsten Körnig, Hauptgeschäftsführer des BSW-Solar, leitet daraus die Forderung ab, vorhandene Netze stärker auszunutzen. „Die entscheidende Frage lautet nicht nur, wie viel Netz wir bauen, sondern auch, wie intelligent wir jedes vorhandene Megawatt Netzkapazität nutzen“, sagte er. Netze müssten umfassend digitalisiert, netzdienliche Speicher an Umspannwerken möglichst bürokratiearm ausgeschrieben und freie Netzkapazitäten für zusätzliche Erzeugungsanlagen genutzt werden, forderte Körnig.

Änderungen am Netzpaket

Konkret sieht der Verband Ansatzpunkte im Energiewirtschaftsgesetz (EnWG). Netzengpassgebiete sollten aus Sicht des BSW-Solar nur ausgewiesen werden, wenn Netzbetreiber zuvor die Digitalisierung der Mittel- und Hochspannungsnetze umgesetzt und die nach § 11a EnWG möglichen Ausschreibungen für netzdienliche Speicher an Netzengstellen durchgeführt haben.

Zudem fordert der Verband, das Laden von Speichern mit Solarstrom hinter dem Netzverknüpfungspunkt bei temporären Netzengpässen nicht zu behindern. Nach Auffassung des BSW-Solar könnten Speicher damit dazu beitragen, Einspeisespitzen zu verschieben und vorhandene Netzkapazitäten besser auszuschöpfen. An der Finanzierung der Studie haben sich neben dem BSW-Solar insbesondere die Unternehmen und BSW-Mitglieder Schoenergie und Meistro beteiligt.

Die Kurzstudie „Mehr PV-Strom durch intelligente Batteriespeicher“ ist über die Internetseite des BSW-Solar aufrufbar. (sh)