Tennet hat in Abstimmung mit allen deutschen Übertragungsnetzbetreibern am 20. Juli 2015 erstmals einen Verbund privat genutzter Solarstromspeicher für die Erbringung von Primärregelleistung präqualifiziert. 65 Energie-Speicher-Systeme (ESS) des Pilotprojekts Swarm dürfen damit ab sofort zur Stabilisierung des Stromnetzes beitragen. Das Gemeinschaftsprojekt des Systemlieferanten Caterva und N-Ergie wird vom Freistaat Bayern gefördert. Technologiepartner ist Siemens. Die Besonderheit des virtuellen Großspeichers ist seine Zusammensetzung aus vernetzten, haushaltsgroßen Energiespeichern. Die ESS enthalten Lithium-Ionen-Akkus von Saft-Batterien, die Leistungselektronik liefert Siemens. Jedes ESS verfügt über eine eigene Steuereinheit, sodass es autark auf die Netzfrequenz reagiert.
Die in privaten Haushalten installierten Speicher sind über das UMTS-Netz mit der Leitzentrale bei Caterva verbunden und werden dort als Schwarm koordiniert. Die Leitzentrale nimmt die einzelnen aktuellen Speicherladestände der ESS auf und regelt den Schwarm so aus, dass jederzeit die angebotene Primärregelleistung zur Verfügung steht. An die Leitstelle der TenneT gibt sie online Daten weiter. Die Kraftwerksleitwarte der N-Ergie übernimmt die Bedienung und Beobachtung des virtuellen Großspeichers rund um die Uhr, wie bei einem eigenen Kraftwerk. „Der virtuelle Großspeicher symbolisiert einen intelligenten und konsequent dezentralen Lösungsansatz für die Herausforderungen der Energiewende“, sagt Josef Hasler, Vorstandsvorsitzender der N-Ergie.
Doppelnutzen für die Haushalte
Nutzer der von Caterva entwickelten ESS mit einer jeweiligen Gesamtleistung von 20 kW und einer Kapazität von 21 kWh sind private Solaranlagenbetreiber. Sie sollen mit den Speichern 60 bis 80 Prozent ihres Strombedarfs aus Eigenerzeugung decken können und gleichzeitig durch die Bereitstellung von Regelleistung einen Beitrag zur Energiewende leisten. Aufgrund der deutlich größeren Akkukapazität des ESS im Vergleich zu konventionellen Solarstromspeichern bedeutet die Teilnahme am Regelleistungsmarkt für die Haushalte keine Einschränkung bei der Nutzung des selbst erzeugten Stroms. Im Gegenteil: „Die Nutzer profitieren sogar von der Vermarktung der Primärregelleistung, da dies ihr ESS wirtschaftlicher macht“, erklärt Markus Brehler, Geschäftsführer von Caterva. Die ersten 65 ESS verteilen sich über das gesamte, über 8000 Quadratkilometer große Netzgebiet der N-Ergie.
Beitrag zur Netzstabilität
Mit der Bereitstellung von positiver und negativer Primärregelleistung trägt der Schwarm zur Netzstabilität bei. Regelleistung ist erforderlich, um die Abweichungen zwischen Stromerzeugung und -verbrauch so auszugleichen, dass die Netzfrequenz konstant bei 50 Hertz liegt. Sie wird von den Übertragungsnetzbetreibern in drei Produkten beschafft: Primär-, Sekundär- und Minutenregelleistung.
Die Anforderungen an die Primärregelleistung sind am höchsten, da diese innerhalb von 30 Sekunden bereitzustellen ist: Vor der Sekundär- und Minutenregelleistung wird Primärregelleistung direkt proportional zur Abweichung der Netzfrequenz von jedem Energiespeichersystem erbracht.
Schwarmspeicher genügt höchsten Anforderungen
Für die Präqualifikation musste der Schwarm den sogenannten „ÜNB-Doppelhöckertest“ bestehen. Dabei überprüfen die Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB) die Fähigkeit des Schwarms, die Leistungserbringung in positiver und negativer Richtung über die Dauer von zweimal 15 Minuten konstant zu halten. Zudem wurde getestet, ob die Primärregelleistung innerhalb von 30 Sekunden vollständig bereitgestellt werden kann. Alle Anforderungen wurden vom ESS-Schwarm erfüllt. Die in den ESS verbauten Lithium-Ionen-Akkus sollen sogar eine Reaktionszeit von wenigen Sekunden ermöglichen. Der virtuelle Großspeicher gleicht somit sekundenschnell Schwankungen im Stromnetz aus und leistet einen Beitrag zur Systemstabilität.
Fortsetzung des Swarm-Projekts
Nach der Implementierung des Pilotprojekts Swarm geht die Kooperation von Caterva und N-Ergie in die zweite Phase. Auf der Grundlage der bisherigen Erfahrungen entwickelt Caterva einen kompakteren Schwarmspeicher der zweiten Generation. Die Vermarktung des neuen ESS wird zunächst ebenfalls im Netzgebiet der N-Ergie starten. Der Nürnberger Energieversorger lässt das Projekt von drei Lehrstühlen der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) wissenschaftlich begleiten. Im Zentrum stehen dabei netztechnische und wirtschaftliche Fragestellungen.
