Batteriespeicher Primärregelleistung

Akkuspeicherung Primäre Steuerleistung

die den Marktanforderungen für die Primärregelleistung (PRL) entspricht. Batteriespeichersysteme können bereits heute wirtschaftlich und ohne Einsatz eingesetzt werden. Hauptregelleistung (PRL) mit elektrischen Energiespeichern.

Großbatteriesysteme von Steg

Nach dem Energiewendepunkt wird der Marktanteil der erneuerbaren Energieträger am dt. Strom-Mix weiter steigen - 55 bis 60 Prozentpunkte bis 2035. Eine erfreuliche Entwicklung, die aber auch zu immer größeren Fluktuationen im Stromversorgungsnetz auftritt. Die Fluktuationen müssen zeitnah kompensiert werden. Dabei geht die STAG neue Wege: Bis zum Jahresbeginn 2017 werden wir 100 Mio. EUR in sechs große Batteriesysteme stecken - ohne in den Genuss von Fördermitteln zu kommen.

Für eine bestimmte Netzverteilung werden die großen Batteriesysteme an sechs STEAG-Standorten in Deutschland gebaut: an den Standorten der STEAG in Nordrhein-Westfalen, sowie in Bexbach, Völklingen-Fenne und Weißer im Saarland. Stromnetzschwankungen treten auf, wenn die Summen der Netzeinspeisungen von der Summenbildung des Stromverbrauchs abweichen. Aufgrund des zunehmenden Anteils der regenerativen Energieträger am bundesdeutschen Strom-Mix steigen diese Fluktuationen, da die Erzeugung von Solar- oder Windkraft uneinheitlich ist und sich nicht genau vorhersagen lässt.

Ebenso überraschend hohe oder niedrige Verbräuche, Störungen in der Tagesbedarfsprognose oder Ausfälle von Kraftwerken verursachen Fluktuationen im Starkstrom. Plötzlich ist dann mehr oder weniger Elektrizität im Versorgungsnetz als benötigt, und die Häufigkeit stimmt nicht mit dem Grenzwert von 50 Herk. Liegt die Fluktuation im Energienetz bei zehn Millionen oder mehr, muss sie sofort kompensiert werden, damit das Energienetz in einem festen Aggregatzustand verbleibt - "Netzausgleich" ist der Fachausdruck dafür.

Eine instabile Netzstruktur kann zu Fehlfunktionen in Elektroanlagen und damit zu Fehlfunktionen in Industriemaschinen oder Betriebsmitteln im Stromversorgungsnetz mit sich bringen. Bei Unterernährung des Netzes sinkt die Netzhäufigkeit unter 50 Hz und es muss Strom zugeführt werden (positive Steuerleistung); bei Überernährung des Netzes erhöht sich die Netzhäufigkeit über 50 Hz und es muss Strom aus dem Versorgungsnetz entnommen werden (negative Steuerleistung).

Es wird zwischen primärer und sekundärer Steuerleistung sowie Kleinstreserve umgangen. Die primäre Steuerleistung muss innerhalb von 30 s, die sekundäre Steuerleistung innerhalb von 5 min, die minutengenaue Reserve innerhalb von 15 min, soweit erforderlich, bereitstehen. Zukünftig wird Step einen neuen Ansatz bei der Bereitstellung der von den Netzbetreibern einmal pro Woche ausschreibenden Primärregelenergie verfolgen. Bisher wird es hauptsächlich in konventionellen Kraftwerken erzeugt.

Sie kompensieren sekundenschnell Frequenzfluktuationen im Netz - durch Einspeisung von Strom bei zu geringer Taktfrequenz oder Speicherung von Strom bei zu starker Taktung. Das System erfüllt alle derzeit geltenden Anforderungen an die Batteriekapazität in der Primärkontrolle - einschließlich einer Mindestkapazität von 30 min. Wir konnten bei der Neuentwicklung der Großbatteriesysteme auf die Erfahrung mit dem Batteriesystem LESSY in einem Forschungs- und Entwicklungsprojekt mit Ekonik und anderen Kooperationspartnern aufbauen.

Als einer der ersten Lieferanten haben wir mit dem LESSY-System im Kernkraftwerk Völklingen-Fenne von Januar 2014 bis Ende April 2016 eine große Batterie (1 Megawatt Leistung) für die primäre Regelenergie eingesetzt. Das " Grundgerüst " der Netzregulierung ist die primäre Steuerleistung: Sie muss für einen Zeitraum von mind. 30 min zur Verfugung gestellt werden, damit das Netz auch bei größeren Störungen mit längeren Fluktuationen unterstützt und wieder in einen betriebssicheren und stabileren Zustand gebracht werden kann.

Simulationsrechnungen der Firma Steg am Beispiel von tatsächlich eingetretenen größeren Störungen, z.B. durch die fehlerhafte Trennung von zwei Starkstromleitungen beim Ausschiffen eines Kreuzfahrtschiffs auf der Elbe im Jahr 2006, haben dies bewiesen. Wird viel Strom verbraucht, werden mehrere Akkus verwendet. Sie eignen sich bestens für den Einsatz im mittelgroßen Ladeerhalt, wie er für die Bereitstellung von Primärregelenergie erforderlich ist.

Beim Industrieanlagenspezialisten Neidec in Frankreich werden die Behälter mit der dazugehörigen Technik gefertigt und vormontiert, während die Akkuzellen und Module von LG in der südkoreanischen Stadt LG in der Nähe von Peking gefertigt werden. Ein bestimmtes Anzahl von Akkuzellen ist in einem Module eingebaut. Die einzelnen Module verfügen über eine Sicherheitsschaltung und ein Verwaltungssystem, das den Zustand der Akkus aufzeichnet.

Anschließend werden die Akkumodule per Boot und Truck zu den jeweiligen Standorten transportiert - und es muss darauf geachtet werden, dass bestimmte Temperaturbereiche so gehalten werden, dass sie nicht beschädigt werden. Auf der Baustelle werden 17 Akkumodule in Racks montiert, die installiert und mit den Containern verbunden werden. Bislang wird die primäre Regelenergie hauptsächlich durch herkömmliche Energieerzeugungsanlagen bereitgestellt: Diese erhöhen oder verringern die Stromerzeugung, je nachdem, ob Strom in das Stromnetz eingespeist oder aus dem Stromnetz entnommen werden muss.

Dies ist bei unseren großen Batterien nicht notwendig. Sollten in absehbarer Zeit herkömmliche Energieerzeugungsanlagen nach und nach vom Stromnetz getrennt werden, wird die Regulierung der Stromnetze in immer mehr Jahresstunden fast ohne herkömmliche Energieerzeugungsanlagen durchgeführt werden müssen - spätestens dann werden große Batterien eine sehr leistungsfähige und kosteneffiziente und aus unserer Sicht unentbehrliche und unverzichtbare Gegenleistung zu den heute üblichen Energieerzeugungsanlagen für Primärregelungskapazität und -versorgung darstellen.

Größere Batterien werden im Zuge der Energiesystemtransformation in der Lage sein, in den kommenden Jahren andere Funktionen zu erfüllen, wie z.B. die Absicherung der Energieversorgung in den immer wichtiger werdenden Dezentralien. Aber auch hier können große Batterien die durch schwankende Einspeisung und Verbrauch verursachten Fluktuationen auffangen. Als Vorreiter unternimmt sie mit der Inbetriebsetzung der sechs großen Batteriesysteme einen großen Sprung in die energetische Zukunftsperspektive.

Mehr zum Thema