Die Fraunhofer-IEE-Studie „Mehr PV durch intelligente Batteriespeicher“ kommt zu dem Ergebnis, dass Deutschlands bestehende Stromnetze erheblich mehr Photovoltaik aufnehmen könnten als bislang angenommen. Intelligent gesteuerte Großbatteriespeicher an Umspannwerken könnten demnach allein an 1.313 ländlichen, stark von erneuerbaren Energien geprägten Standorten eine technische Größenordnung von rund 150 GW zusätzlicher Photovoltaikleistung erschließen. Die Kurzstudie wurde vom Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE im Auftrag des Bundesverbandes Solarwirtschaft (BSW-Solar) erstellt.
Im Mittelpunkt der Untersuchung steht die Frage, wie sich vorhandene Transformatorleistungen zwischen Mittel- und Hochspannungsnetz besser ausnutzen lassen. Statt lediglich die Nennleistung eines Transformators als Grenze für weitere Erzeugungsanlagen heranzuziehen, berücksichtigt der Ansatz dessen tatsächliche Auslastung im Jahresverlauf. Die maximale Leistung wird demnach nur während bestimmter Zeiträume benötigt.
Umspannwerke können Einspeisespitzen aufnehmen
Großbatteriespeicher an Umspannwerken könnten in diesen Situationen lokale Einspeisespitzen aus Photovoltaikanlagen aufnehmen. Zu einem späteren Zeitpunkt, wenn wieder Übertragungskapazität verfügbar ist, kann die gespeicherte Energie ins Netz abgegeben werden. Auf diese Weise soll sich zusätzliche Erzeugungsleistung anschließen lassen, ohne dass die Transformatoren entsprechend der gesamten installierten Leistung dimensioniert sein müssen.
In einem zentralen Szenario der Studie wird angenommen, dass an einem Umspannwerk insgesamt doppelt so viel Erzeugungsleistung aus erneuerbaren Energien angeschlossen ist, wie der Transformator gleichzeitig übertragen kann. Bei einem ausreichend dimensionierten und intelligent gesteuerten Batteriespeicher müssten den Berechnungen zufolge im Jahresdurchschnitt nur rund ein Prozent des zusätzlich erzeugten Solarstroms aufgrund der begrenzten Transformatorleistung abgeregelt werden.
Leistungsflüsse von Umspannwerken einbeziehen
Entscheidend ist dabei nach Angaben der Studienautoren nicht allein die Installation zusätzlicher Speicherkapazität. Die Speicher müssen ihre Lade- und Entladevorgänge an den tatsächlichen Leistungsflüssen des jeweiligen Umspannwerks ausrichten. Sie sollen insbesondere dann Energie aufnehmen, wenn lokale Einspeisespitzen die Übertragungskapazität des Transformators ausschöpfen.
Für die Untersuchung analysierte das Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE zunächst reale Betriebsdaten von 20 Transformatoren an 13 Umspannwerken. Darauf aufbauend modellierten die Forscher den möglichen zusätzlichen Photovoltaikausbau in Kombination mit Großbatteriespeichern. Mittels Ähnlichkeitsanalysen wurde das technische Potenzial anschließend auf 1.313 ländliche und stark von erneuerbaren Energien geprägte Umspannwerke in Deutschland hochgerechnet.
Das daraus abgeleitete technische Potenzial beziffert die Studie auf rund 150 GW zusätzliche Photovoltaikleistung. Zum Vergleich nennt der BSW-Solar eine derzeit in Deutschland installierte PV-Leistung von rund 130 GW. Bei den 150 GW handelt es sich allerdings um eine technische Größenordnung für die betrachteten Standorte und nicht um eine Prognose des tatsächlich zu erwartenden PV-Zubaus.
Kritik am Netzpaket des Bundestags
Der BSW-Solar verbindet die Studienergebnisse mit Forderungen zum derzeit im Bundestag beratenen Netzpaket. Der Verband spricht sich unter anderem für eine stärkere Digitalisierung der Mittel- und Hochspannungsnetze, die Ausschreibung netzdienlicher Speicher an Netzengpässen sowie eine bessere Nutzung vorhandener Netzkapazitäten aus. Netzengpassgebiete sollten nach Ansicht des Verbandes erst ausgewiesen werden, wenn entsprechende Optimierungsmöglichkeiten zuvor ausgeschöpft wurden.
Die Kurzstudie trägt den Titel „Mehr PV durch intelligente Batteriespeicher an Umspannwerken – Wie bestehende Transformatorleistungen zwischen Mittel- und Hochspannung zeitlich besser genutzt werden können“. Sie wurde vom Fraunhofer IEE im Auftrag des Bundesverbandes Solarwirtschaft erstellt. An der Finanzierung beteiligten sich nach Angaben des Verbandes insbesondere die BSW-Mitglieder Schoenergie und meistro.
Studie:
https://bit.ly/4xIzKNG
