Wie lassen sich große Stromspeicher gemeinschaftlich nutzen? Wie sollen Heimspeicher und Photovoltaik (PV) eingesetzt werden, um den höchsten Nutzen zu kreieren? Und welche Anreize motivieren Verbraucher, Energie dann zu konsumieren, wenn sie im Überfluss vorhanden ist?

Das sind einige Fragen, auf die das Projekt Leafs in den vergangenen Jahren Antworten suchte. Das Austrian Institute of Technology (AIT) entwickelte mit Forschungs- und Wirtschaftspartnern in diesem Klimafonds-Projekt Technologien und Simulationen mit einem Fokus auf Netzstabilität, während in vier Feldversuchen verschiedene Konzepte praxisnah erprobt wurden. Seit kurzem liegt nun ein Endbericht des vierjährigen Projekts vor.

Intelligente Blindleistungsregelung

Besondere Aufmerksamkeit wurde etwa dem Versuch in Heimschuh in der Steiermark zuteil. Hier wurde ein Gemeinschaftsspeicher mitsamt eigens entwickeltem Regelungssystem installiert. Kunden konnten Überschussenergie aus ihren PV-Anlagen einspeisen und Kapazitäten im Rahmen von vier bis zehn Kilowattstunden – eine Menge, die auch einem Heimspeichersystem entspräche – entnehmen.

Für Projektleiter Johannes Kathan, Senior Research Engineer am Center for Energy des AIT, konnte der Feldversuch zeigen, dass – die entsprechende Regelungstechnik vorausgesetzt – derartige Großspeicher positive Effekte auf die Netzstabilität haben können.

"Der Betrieb des Speichers, der auch genutzt wurde, um das Netz in einem gewissen Spannungsbereich zu halten, hat technisch gut funktioniert", erklärt Kathan. "Wir konnten zeigen, dass der Vorteil einer freien Positionierung der Speicher durch die Netzbetreiber sichtbare Einflüsse auf die lokalen Netze bringt."

Es wurde deutlich, dass für die Netzstabilisierung in vielen Fällen gar nicht aktiv auf die Kapazität des Akkus zugegriffen werden musste, eine intelligente Blindleistungsregelung durch den verbauten Wechselrichter war zumeist ausreichend. Die Technologie könnte einen wirtschaftlichen Netzbetrieb unterstützen – wenn der entsprechende regulatorische Rahmen gegeben ist.

Über das Regulativ hinaus

Kathan: "Der Versuch in der Steiermark geht über das derzeitige Regulativ hinaus. Alles steht und fällt mit den neuen Regeln, die derzeit ausgehandelt werden. Kunden müssen etwa zu günstigen Tarifen Energie untereinander – und auch mit dem Speicher – austauschen können."

Mehrere Versuche in Eberstalzell und Littring in Oberösterreich sowie Köstendorf in Salzburg widmeten sich einem netzdienlichen Heimspeichereinsatz. Zum einen wurde erprobt, den Geräten regelmäßig Rahmenvorgaben für ihren Betrieb zu übermitteln. Zum anderen wurden bei Photovoltaikanlagen, die mit Heimspeichern verbunden sind, die Ladeleistung der Batterien auf Basis von Wettervorhersagen reguliert.

Hoher Kommunikationsaufwand

"An sonnigen Tagen wird die Ladeleistung so beschränkt, dass der Speicher nicht zu früh vollgeladen wird", erläutert Kathan. "So wird sichergestellt, dass insgesamt mehr Strom aus den Photovoltaik-Spitzenzeiten der Mittagszeit im Netz genutzt wird." Der Feldversuch zeigte für den Forscher, dass die Maßnahmen zwar technisch umsetzbar sind, der Kommunikationsaufwand aber beträchtlich ist. Kathan: "Für flächendeckende Lösungen braucht es noch Entwicklungsarbeit bei Interoperabilität, einheitlichen Schnittstellen sowie bei Analyse- und Steuerungswerkzeugen."

Der Versuch in Salzburg war ähnlicher Natur, wobei die Kommunikation mit den Heimspeichern nicht über das Stromnetz selbst, sondern über die Internetinfrastruktur stattfand – was hier möglich war, weil der Stromnetzbetreiber gleichzeitig als Internetprovider auftritt. Auch hier ist das Urteil Kathans: Technisch sei der Ansatz gut möglich, für ein großflächiges Ausrollen brauche es aber weitere Entwicklungen – etwa im Bereich Cybersicherheit.

Ein Zusatzversuch testete einen organisatorischen Ansatz für stabilere Netze: Teilnehmenden Kunden wurde, wenn die Prognose ein hohes Sonnenstromaufkommen erwarten ließ, per App ein Sonnenbonus angeboten. Für zusätzlich verbrauchte Energie zu Spitzenzeiten gab es Gutschriften. Die Lehre hierbei: "Die Bereitschaft mitzumachen war mit 190 Haushalten durchaus hoch. Wichtig ist aber, dass der Aufwand dafür gering sein muss", betont Kathan. "Hier war einfach eine App zu installieren – das hat funktioniert." (Alois Pumhösel, 1. 7. 2020)