Großbatterien an Umspannwerken: 150 GW mehr PV im Netz möglich

Laut einer Fraunhofer-Studie könnten große Stromspeicher direkt an Umspannwerken den Anschluss von rund 150 GW zusätzlicher PV-Leistung im Netz ermöglichen. Entscheidend sei eine intelligente Steuerung, die Einspeisespitzen aufnimmt und damit vorhandene Netzkapazitäten besser nutzt. Die deutsche Solarindustrie fordert ein Berücksichtigen dieser Technolgie im Netzpaket der Bundesregierung.

Batteriespeicher in weißen Containern mit Abluft-Schornstein auf dem Dach. Im Hintergrund Umspannwerk
Die Fraunhofer-Forschenden analysierten reale Betriebsdaten von 20 Transformatoren aus 13 Umspannwerken und modellierten darauf aufbauend den möglichen zusätzlichen PV-Ausbau in Verbindung mit Großbatteriespeichern. Im Bild: Batteriespeicheranlage am Umspannwerk Bennewitz, Landkreis Leipzig. Sie gleicht seit 2019 Schwankungen im Stromnetz aus. – © Si/Claudia Hilgers
aneinandergereithe Großbatterien mit Luftkanälen auf dem Dach.
Die Anlage mit Batteriespeichern an der Umspannstation besitzt 16,4 MW Leistung. Betreiber ist Mitnetz Strom, der größte regionale Verteilnetzbetreiber in Ostdeutschland. Zum Einsatz kommen Blei-Carbon-Batterien, die mit Luft gekühlt werden müssen. Modernere Großbatterien (meistens Lithium-Ionen-Akkus) setzen heute fast durchgehend auf Flüssigkeitskühlung, bei der außen keine klassischen Belüftungssysteme mehr sichtbar sind. – © Si/Claudia Hilgers

Deutschlands Stromnetz könnte mehr Solarstrom aufnehmen als bisher angenommen, wenn man Batteriespeicher gezielt zur Entlastung von Umspannwerken einsetzen würde. Zu diesem Ergebnis kommt eine Kurzstudie des Fraunhofer-Instituts IEE im Auftrag des Bundesverbandes Solarwirtschaft (BSW-Solar).

Demnach könnten intelligent gesteuerte Batteriespeicher an 1.313 ländlichen und stark von erneuerbaren Energien geprägten Umspannwerken rechnerisch den Anschluss von rund 150 GW zusätzlicher Photovoltaikleistung ermöglichen. Dies sei laut BSW mehr als die bislang in Deutschland installierte PV-Leistung von rund 130 GW.

BSW-Solar fordert Änderungen am Netzpaket

Die aktuellen Studienergebnisse sind aus Sicht des BSW für das derzeit* im Bundestag zu Beratung anstehende Netzpaket von Bedeutung. Die Bundesregierung will damit den Ausbau erneuerbarer Energien und von Speichern stärker mit dem Netzausbau synchronisieren. Dafür soll es veränderte Regeln für Netzanschlüsse und den Umgang mit Netzengpässen geben. (* erste Lesung Netzpaket und EEG 2027 angesetzt für 24. September).

Der Bundesverband Solarwirtschaft fordert, dabei vorhandene Netzkapazitäten mithilfe von Batteriespeichern und eines flexibleren Netzbetriebs besser auszuschöpfen, anstatt große Teile Deutschlands über Jahre zu Netzengpassgebieten zu erklären und dort den weiteren Ausbau erneuerbare Energien mittels eines geplanten Redispatch-Vorbehalts weitgehend zu unterbinden.

Wie Batterien an Umspannwerken funktionieren

Der entscheidende Ansatz der Studie laut BSW: Für den Anschluss zusätzlicher PV-Anlagen ans Netz wird in Umspannwerken nicht allein die Nennleistung eines Transformators betrachtet, sondern dessen tatsächliche Auslastung im Jahresverlauf. Transformatoren erreichen ihre Leistungsgrenze nur zu bestimmten Zeiten. Intelligent gesteuerte Großbatteriespeicher können Solarstromspitzen genau dann aufnehmen und die Energie später wieder abgeben. Damit lässt sich vorhandene Transformatorleistung zeitlich wesentlich besser nutzen. Umspannwerke würden mit Hilfe der Batteriespeicher entlastet.

Nur rund 1 % Abregelung

Der Effekt fürs Stromnetz nach zentralen Studien-Szenario: An einem Umspannwerk könnte insgesamt doppelt so viel Leistung aus erneuerbaren Energien angeschlossen sein, wie der Transformator gleichzeitig übertragen kann. Ein intelligent gesteuerter und hinreichend dimensionierter Batteriespeicher fängt die Leistungsspitzen ab und gibt den Strom später wieder ins Netz. Dadurch müsste im Jahresdurchschnitt nur rund 1 % des zusätzlich erzeugten Solarstroms wegen der begrenzten Transformatorleistung abgeregelt werden.

Intelligente Speichersteuerung entscheidend

„Die entscheidende Frage lautet nicht nur, wie viel Netz wir bauen, sondern auch, wie intelligent wir jedes vorhandene Megawatt Netzkapazität nutzen“, erkärt Carsten Körnig, Hauptgeschäftsführer des BSW-Solar. „Wenn Speicher dort laden, wo und wann Solarstromspitzen auftreten, können sie Netzengpässe gezielt entschärfen und zusätzlichen Solarstrom ermöglichen. Damit dürften sich nicht zuletzt Milliardenbeträge beim Netzausbau einsparen lassen.“

Der BSW-Solar sieht hierfür u. a. Ansatzpunkte bei den Vorgaben zur Optimierung und Nutzung der Stromnetze im Energiewirtschaftsgesetz (EnWG). Intelligentes Netzmanagement und Speicher könnten den weiterhin notwendigen Ausbau der Stromnetze gezielt ergänzen und reduzieren.

Netzengpassgebiete sollten nur dann ausgewiesen werden dürfen, wenn von den Netzbetreibern zuvor die Digitalisierung der Mittel- und Hochspannungsnetze umgesetzt wurde. Zuvor sollte die heute bereits mögliche Ausschreibung von netzdienlichen Speichern nach §11a EnWG durchgeführt sein. Zudem dürfe im Falle temporärer Netzengpässe das Beladen von Speichern mit Solarstrom hinter dem Netzverknüpfungspunkt künftig nicht länger behindert werden, so die Forderung des Verbandes.

Zur Fraunhofer-Kurzstudie: „Mehr PV durch intelligente Batteriespeicher an Umspannwerken – Wie bestehende Transformatorleistungen zwischen Mittel- und Hochspannung zeitlich besser genutzt werden können“ (PDF).

Quelle: www.solarwirtschaft.de