Netzintelligenz: Mehr Stabilität durch Solarkraftwerke

DISCLAIMER: Die hier aufgeführten Ansichten sind Ausdruck der Meinung des Verfassers, nicht die von EURACTIV.COM Ltd.

Die EU investiert über 10 Mrd. Euro in innovative saubere Technologien. [100% Campaign / Flickr]

In Europa geht die Solarstromerzeugung in eine neue Runde. Dabei beruhen die jüngsten Entwicklungen nicht etwa auf wegweisenden neuen PV-Modulen oder einem bahnbrechenden Kurswechsel in der Politik, sondern auf „Solar 2.0“. Damit wird der Solarbranche neues Leben eingehaucht, denn Solarkraftwerke können besser ins Stromnetz integriert und intelligent gesteuert werden.

Da Europa bereits über ein stabiles und leistungsfähiges Stromnetz verfügt, ist es bestens gerüstet für die Integration neuer Monitoring- und Managementinstrumente sowie Verfahren für den Ausbau weiterer Kapazitäten. Die bis 2020 gesetzten Ziele für einen höheren Anteil an erneuerbaren Energien im Strommix müssen allerdings bald erfüllt werden. Daher wird es immer wichtiger, sämtliche verfügbaren Technologien zu nutzen und dafür zu sorgen, dass so viel Solarenergie wie möglich ins Stromnetz eingespeist wird.

Der Erfolg sowie das anhaltende Wachstum der Photovoltaikbranche beruht auf der Tatsache, dass die Stromerzeugungskosten von PV stetig gesunken sind. Im Jahr 2017 wurde mehr PVKapazität installiert als fossile und nukleare Erzeugungskapazität zusammen. Große Solarkraftwerke sind mittlerweile die kostengünstigste Stromerzeugungstechnologie. Es muss sichergestellt werden, dass die Entwicklungen im Bereich der Netzintegration mit dem schnellen Fortschritt der Branche Schritt halten.

In einem Demonstrationsprojekt unter der Federführung von First Solar und dem National Renewable Energy Laboratory wurde 2016 im US-Energieministerium geprüft, wie leistungsfähig eine 300-MW-Solaranlage bei der Bereitstellung von Systemdienstleistungen für das Stromnetz ist. Im Mittelpunkt des Projekts stand der von First Solar entwickelte Kraftwerksregler PPC, mit dem eine Vielzahl neuer Systemdienstleistungen möglich ist, unter anderem die dynamische Spannungsregelung, die Steuerung der Rampenrate und die Drosselung bzw. Erhöhung der Leistung bei Über- bzw. Unterfrequenz.

Nach Abschluss des Demonstrationsprojekts stand fest, es gibt heute schon viele Möglichkeiten zur besseren Integration von PV-Kraftwerken ins Stromnetz. So können PV-Kraftwerke im Zusammenspiel mit modernster Anlagensteuerung mit einer Vielzahl von Funktionen zur Netzstabilität beitragen. d.h. die Spannung unterstützen, schnelle auf Frequenzänderungen reagieren und das sowohl bei Ereignissen niedriger als auch hoher Frequenz. Ganz wichtig: PV-Kraftwerke verfügen bereits heute über diese Funktionen und Netzbetreiber könnten die wertvollen Dienstleistungen zum jetzigen Zeitpunkt schon nutzen.

Damit die Solarenergie nun tatsächlich in die nächste Phase eintauchen kann, müssen Netzbetreiber und Entscheidungsträger unbedingt zusammenarbeiten. All die neuen Funktionen von PV Kraftwerksanlagen sind wertvolle Instrumente auf dem Weg in eine Zukunft der nachhaltigen Energieversorgung. Sie liefern mit den hochentwickelten Anlagensteuerungen Lösungen für verschiedene betriebsbedingte Herausforderungen, mit denen die Netzbetreiber im Rahmen der Energiewende konfrontiert sind.

Die Technologien und die Infrastrukturen stehen bereits zur Verfügung, um Solarkraftwerke auf die nächste Ebene zu führen. Daher wird es immer wichtiger, dass die Energiepolitik und die Gestaltung des Strommarktes Schritt halten und es der Solarstromerzeugung ermöglichen, ihr volles Potenzial zu entfalten. Wenn die Technologie nicht zeitgemäß gesteuert wird, untergräbt dies die Weiterentwicklung ihrer Effizienz und befeuert nur die Argumente derer, die immer noch für die Interessen der Hersteller fossiler Brennstoffe werben.

In einer neuen Studie zur Netzintelligenz, die letzte Woche veröffentlich wurde, stellte SolarPower Europe vor, was möglich ist, wenn die Solarbranche von dem bisherigen Modell der garantierten Abnahme zu einem netzdienlichen Einspeiseverhalten übergeht. Die Studie zeigt auf, dass beim Modell der Abnahmeverpflichtung eine niedrige zweistellige Prozentzahl sicher ins Netz eingespeist werden kann. Für mehr Solarstrom sind die Systeme nicht flexibel genug, um Angebot und Nachfrage auszugleichen. Eine netzdienliche Fahrweise dagegen entfaltet ein viel größeres Potenzial für Solarkraftwerke, der Wert erzeugter Energie steigt und es kann mehr als doppelt so viel Solarstrom ins Netz eingespeist werden als mit dem Modell der Abnahmeverpflichtung.

Solar 2.0 ist nur der Anfang von dem, was letztendlich erreicht werden kann, und die Branche arbeitet bereits intensiv an Solar 3.0, einem System, in dem die Solarenergie durch Speichertechnologie jederzeit abrufbar ist. Mit Solar 3.0 kann auf die Nachfrage im Netz reagiert werden und die geforderte Energie kann unabhängig von der Tageszeit oder dem aktuellen Leistungspotenzial der Anlage zur Verfügung gestellt werden. Neben der einfachen Ergänzung durch Speichertechnologie steht Solar 3.0 auch für einen autonomeren Betrieb von PV-Kraftwerken. Dazu zählen Funktionen wie die Modulreinigung oder die Leistungsoptimierung. Außerdem werden die vorhandenen Speichertechnologien ins System integriert.

Die Solarenergie kann Dienstleistungen bieten, mit denen die Netzflexibilität erhöht und auf Änderungen der Nachfrage im Netz viel schneller und effektiver reagiert werden kann als bei konventionellen Kohle- oder Gaskraftwerken. Während die Kosten weiter gesenkt und innovative Lösungen wie intelligente PV-Anlagen zur Verfügung gestellt werden, muss die Solarbranche jedoch mit dem entsprechenden politischen und rechtlichen Rahmen ausgestattet werden.

Die Energiepolitik und Gestaltung des Strommarktes in den Ländern Europas müssen aufeinander abgestimmt werden, um die ambitionierten CO2-Reduktionsziele weiter zu erhöhen, zu erweitern und zu erreichen. Mögliche Strategien, mit denen führende EU-Staaten die Energiewende unterstützen können, sollten unter anderem Folgendes berücksichtigen: Netzentgelte nur einmal für jede eingespeiste Kilowattstunde; keine Steuern, Gebühren oder Zuschläge bei Speicherlösungen, da Batterien die entsprechende Energie sowohl aufnehmen als auch abgeben können; Haushalten die Installation und den Anschluss von Solaranlagen ungehindert ermöglichen; Zugang der Solar- und Speichertechnologie zu sämtlichen Märkten; und Berücksichtigung der Speicherung als realisierbare Alternative zur Netzerweiterung.

Da der Klimawandel in und außerhalb Europas eine immer größere Herausforderung darstellt, demonstrieren die führenden Unternehmen der Solarbranche sowie die aktuelle Studie von SolarPower Europe, dass sie gut gerüstet sind, um ihre wichtige Rolle beim Übergang in eine Zukunft der erneuerbaren Energieversorgung zu bewältigen. Die Einhaltung des mit Solar 2.0 und schließlich Solar 3.0 ausgelegten Fahrplans erfordert nicht nur die Zusammenarbeit der Branche, sondern auch der Politik, die die Zukunft der Energieversorgung regelt. In der Zukunft der Solarenergie sind wir bereits angekommen und mit der Unterstützung von Entscheidungsträgern und der Öffentlichkeit kann der Weg weiter in Richtung Nachhaltigkeit geebnet werden.

Der Autor

Stefan Degener ist Geschäftsführer von First Solar.

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