An illustration of virtual data
So, 12.09.2021 4 Minuten zu lesen

Virtuelle Kraftwerke – die zukünftige Stromversorgung

 

Virtuelle Kraftwerke machen erneuerbare Energien beherrschbar und zukunftssicher. Denn sie kombinieren Anlagen verschiedener Energieerzeuger, übernehmen die Vermarktung und speisen den Strom bedarfsgerecht in das Stromnetz ein. So können sie flexibel, schnell und effizient auf die ständigen Preisänderungen am Strommarkt reagieren. Das macht sie für jedes Unternehmen interessant, das Energie erzeugt und verbraucht - und auch für Betreiber von Post-EEG-Anlagen, die nach alternativen Vertriebsmodellen suchen.

Was ist ein virtuelles Kraftwerk überhaupt?

Ein virtuelles Kraftwerk besteht aus vielen dezentralen Stromerzeugungsanlagen, die über ein gemeinsames Leitsystem koordiniert werden. Sie werden daher auch als Kombi- oder Schwarmkraftwerke bezeichnet und können eine ähnliche Marktrolle wie ein Großkraftwerk übernehmen. Stromverbraucher, Energiespeichersysteme und Power-to-Heat-Anlagen sind ebenfalls wichtige Bestandteile. Der Vorteil der Kombination von erneuerbaren und konventionellen Energien: Sie liefert zuverlässig Strom - auch wenn die Sonne nicht scheint oder es windstill ist.

Welche Anlagen eignen sich für ein derartiges Kraftwerk?

In einem virtuellen Kraftwerk gibt es neben Wind- und Photovoltaikanlagen auch viele steuerbare Anlagen. Dazu gehören zum Beispiel Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen, Gas- und Dampfturbinen, Biogas- und Biomasseanlagen sowie flexible Verbraucher wie Industrieunternehmen und Stromspeicher.

Damit kann ein virtuelles Kraftwerk die schwankende Energieerzeugung aus Wind und Sonne in Echtzeit ausgleichen. Sie ermöglichen es dem Verbund auch, zusätzlichen Strom zu liefern, wenn der Bedarf steigt. Steuerbare Anlagen können auch schnell vom Netz genommen werden, wenn wenig Strom nachgefragt wird. Ein virtuelles Kraftwerk kann beispielsweise einem angeschlossenen Industriebetrieb (flexibler Verbraucher) den Befehl geben, die Produktion hochzufahren, um überschüssige Energie aus dem Netz zu beziehen und umgekehrt. Auf diese Weise kann das Netz zuverlässig und flexibel auf aktuelle Wetter- und Marktanforderungen reagieren.

Welche Vorteile hat ein virtuelles Kraftwerk?

Virtuelle Kraftwerke können ihre Stromproduktion schnell hoch- und herunterfahren. Das unterscheidet sie von traditionellen Großkraftwerken, die einen längeren "Bremsweg" haben. Dadurch können sie wesentlich flexibler und schneller auf die ständigen Preisänderungen am Strommarkt reagieren und den dort erzeugten Strom besonders effizient anbieten.

Seit 2016 müssen Betreiber von neuen Erneuerbare-Energien-Anlagen mit einer Leistung von mehr als 100 Kilowatt den Strom, den sie nicht selbst verbrauchen, direkt vermarkten. Das gilt auch für ältere EEG-Anlagen, die nun schrittweise aus der Förderung genommen werden. Das virtuelle Kraftwerk übernimmt diese Aufgabe. Durch die Bündelung von Kapazitäten hat es eine deutlich bessere Marktposition als einzelne Anbieter. So profitieren alle von den entstehenden Synergieeffekten und bleiben trotzdem unabhängig.

Durch die Energiewende soll der Anteil der erneuerbaren Energien weiter steigen. Das Stromnetz ist nur dann stabil, wenn genau so viel Strom eingespeist wird, wie verbraucht wird. Hier punkten virtuelle Kraftwerke: Dank ihrer hohen Flexibilität können sie auch Regelleistung zur Frequenzhaltung anbieten. Wird beispielsweise durch ein Sturmtief zu viel Strom ins Netz eingespeist, müssen die Erzeuger vom Netz abgekoppelt oder die Nachfrage erhöht werden ("negative Regelenergie"). Wird zu wenig Strom eingespeist, müssen zusätzliche Erzeuger zugeschaltet oder Verbraucher abgeschaltet werden ("positive Regelenergie").

Und wie funktioniert ein virtuelles Kraftwerk?

Die Leitstelle sendet ein Signal an das Kraftwerk, welches auf drei Werten basiert: die viertelstündliche Ertragsprognose, die aktuelle Stromproduktion und der Marktpreis. Steuersignale, Prognosen und Informationen über die aktuelle Erzeugung werden sekundengenau zwischen den Anlagen und der Leitstelle ausgetauscht. Je nach aktuellem Bedarf kann die Stromproduktion des virtuellen Kraftwerks dann sofort hoch- oder runtergefahren werden.