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sonnenVPP verbindet viele sonnenBatterien miteinander
Wissen | sonnenVPP

Was ist eigentlich ein virtuelles Kraftwerk?

Wie kann ein Bündel von sonnenBatterien zusammenarbeiten, um das Stromnetz zu stabilisieren?

sonnen Logo auf dunklem Hintergrund
sonnen GmbH
Content Team

Mit einem Kraftwerk verbinden viele von euch sicher so etwas hier:

Kraftwerk Moodbild

Unter einem virtuellen Kraftwerk stellen sich viele von euch ungefähr so etwas hier vor:

sonnenVPP verbindet viele sonnenBatterien miteinander

Hm, virtuelle Kraftwerke sind also hellblau, schweben in einer Wolke und vernetzen irgendwelche technischen Gegenstände?

Nicht ganz. Diese Blog- und Videoreihe soll euer Bild von virtuellen Kraftwerken schärfen und erklären, warum wir ein Bündel von sonnenBatterien, die zusammenarbeiten, um das Stromnetz zu stabilisieren, virtuelles Kraftwerk nennen.

Doch fangen wir von vorne an:

Warum muss das Stromnetz stabilisiert werden?

Habt ihr euch schon einmal gefragt, wie es sein kann, dass der Strom aus der Steckdose immer genau euren Strombedarf deckt? Warum ihr ohne Bedenken zu jedem Zeitpunkt euer Handy laden oder eure Waschmaschine anstellen könnt? Woher kommt dieser zusätzliche Strom? Erhöht etwa das nächstgelegene Kraftwerk seine Stromproduktion für euch?

Naja, so ungefähr.

Stromverbrauch und -erzeugung müssen immer im Gleichgewicht sein, damit unser Stromnetz zu jedem Zeitpunkt stabil ist. Nur ganz, ganz kleine Abweichungen sind erlaubt.

Soweit, so gut. Doch woher weiß ein Kraftwerk, ob aktuell zu viel oder zu wenig Strom im Netz ist? Dafür gibt es zum Glück eine einfache Messgröße - die Netzfrequenz.

In Deutschland liegt die Netzfrequenz bei 50 Hertz, wenn der Stromverbrauch und die Stromproduktion exakt übereinstimmen. Sollte der Stromverbrauch jedoch überraschend ansteigen, sinkt die Netzfrequenz unter 50 Hertz. Kommt es zu einem Überangebot an Strom, ihr könnt es euch denken... steigt die Netzfrequenz über 50 Hertz.

Interessant ist, dass einige Kraftwerke in Deutschland einen Teil ihrer Kapazität ausschließlich dafür reservieren, einer zu hohen oder zu niedrigen Netzfrequenz entgegenzuwirken. Sie erhöhen oder verringern ihre Produktion also immer dann, wenn das Netz stabilisiert werden muss. Das nennt man Regelleistung. Bisher haben solche Stabilisierungsmaßnahmen zum großen Teil konventionelle Kraftwerke übernommen…

Yeah! Ihr ahnt es: jetzt kommt sonnen ins Spiel…

Das virtuelle Kraftwerk von sonnen erzielt genau den gleichen Effekt mit einem digital vernetzten Schwarm von Heimspeichern. Sie ermöglichen bereits deutschlandweit in vielen Haushalten eine Versorgung mit sauberem und selbst erzeugtem Strom.  Ist die Stromnachfrage höher als erwartet, geben die Batterien Strom ins Netz ab. Bei einer unerwartet hohen Stromproduktion nehmen sie den überschüssigen Strom aus dem Netz auf. Das virtuelle Batteriekraftwerk reagiert dabei also genau wie konventionelle Kraftwerke auf die Netzfrequenz.

Es ist das erste Mal, dass ganz normale Privathaushalte plötzlich eine Aufgabe übernehmen können, die bisher nur industriellen oder gewerblichen Anbietern wie Kraftwerken, Biogas-Anlagen, Großspeichern, Alu-Hütten usw. vorbehalten war.

Klingt ziemlich real, warum spricht man von virtuellen Kraftwerken?

Nun ja, weil es sich um eine Vielzahl von einzelnen Einheiten handelt, die über digitale Kommunikation "virtuell" zu einem großen Kraftwerk vernetzt werden. Eine spezielle Software steuert dabei die Stromerzeugung, Speicherung und den Stromverbrauch jeder einzelnen Einheit. Das können nicht nur Batteriespeicher sein, sondern zum Beispiel auch Biogas- und Windkraftanlagen, Elektroautos oder reine Stromverbraucher.

Und warum ist das überhaupt wichtig?

Bereits heute decken Wind, Sonne und Biomasse fast die Hälfte unseres gesamten Stromverbrauchs [1]. 2022 soll das letzte deutsche Kernkraftwerk abgeschaltet werden, bis spätestens 2038 soll die Stromgewinnung aus Kohle enden. Und wer sorgt dann für genügend Strom und stabile Netze? Kleine dezentrale, erneuerbare Anlagen sollen zukünftig diese großen, konventionellen Kraftwerke ablösen.

Das gesamte alte Energiesystem mit wenigen großen Kraftwerken wird nach und nach durch ein neues, sauberes Energiesystem abgelöst, das aus Millionen kleinen Erzeugern bzw. Prosumern besteht. Schon heute gibt es 1,7 Millionen PV-Anlagen und über 30.000 Windräder in Deutschland. So ein dezentrales Energiesystem bauen wir im Prinzip ja mit der sonnenCommunity auf.

Doch die Stromeinspeisung aus erneuerbaren Energien schwankt je nach Wind und Wetter stark. Auch die Nachfrageseite schwankt stärker, da Strom ein immer wichtigerer Energieträger wird und zum Beispiel Wärmepumpen fossile Heizungen ersetzen und E-Autos konventionelle Autos. Hinzu kommt, dass die Erzeugung aus Wind- und Solarenergie nicht wie bei konventionellen Kraftwerken erhöht, sondern nur reduziert (= abgeregelt) werden kann. Das heißt, ein Teil der produzierten erneuerbaren Energie würde weggeworfen werden, wenn gerade nicht genügend Nachfrage besteht, um sie zu verbrauchen.

Virtuelle Kraftwerke bieten für diese Herausforderung eine neue, digitale Lösung, da sie unterschiedlichste kleine Einheiten bündeln und so die Stärken der verschiedenen Technologien zusammenbringen. Regelbare Anlagen wie Batteriespeicher können dann zum Beispiel die überschüssige Erzeugung aus Solar- und Windkraftanlagen aufnehmen und zu einem späteren Zeitpunkt wieder abgeben. Somit sind virtuelle Kraftwerke eine Schlüsseltechnologie, um konventionelle Kraftwerke abzulösen und leisten einen wichtigen Beitrag zur Energiewende.

sonnen hat kürzlich auch ein Video zu diesem Thema veröffentlicht, das euch vielleicht gefallen könnte:

Lernen Sie mehr über das sonnenVPP. Das virtuelle Kraftwerk von sonnen.

So funktioniert ein virtuelles Kraftwerk

War das interessant für euch? Wollt ihr mehr über das virtuelle Kraftwerk von sonnen erfahren? Habt ihr Fragen? Widersprecht ihr? Bitte lasst uns in den Kommentaren unter dem Facebook-Beitrag wissen, welche Themen & Ansätze euch sonst noch interessieren! :)

Nina Germanus, Analyst Virtuelles Kraftwerk und das Team Virtuelles Kraftwerk

Quellen:

[1] Vorläufige Bilanz. 2019 wurden 43 Prozent des Stroms aus Wind und Sonne gewonnen. Quelle: Tagesschau (25.10.2019): Ökostrom auf Rekordkurs (online verfügbar unter https://www.tagesschau.de/wirtschaft/oekostrom-rekord-103.html, Aufruf am 04.12.2019)

Bildnachweis: https://pixabay.com/de/photos/kraftwerk-industrie-schornstein-2411932/

Das englisch-sprachige Vorbild für diesen Beitrag ist „What is a Virtual Power Plant anyway” von Zoltán Marić, nachzulesen auf: https://medium.com/@backoftheenvelope/what-is-a-virtual-power-plant-anyway-6a9dc1198822