Wie funktioniert eigentlich ein virtuelles Kraftwerk?

23.10.2014 | News

Funktionsschema eines virtuellen Kraftwerks

Erneuerbare Energie bündeln, steuern, in den Markt integrieren - das kann das virtuelle Kraftwerk von Statkraft. Dezentrale Anlagen werden so zum größten Kraftwerk Deutschlands.

Wechselndes Wetter führt zu großen Schwankungen bei der Wind- und Sonnenenergie. Dies erschwert die Integration dieser Energieträger in den Strommarkt, denn der Markt braucht eine berechenbare Ware, die abhängig von der Nachfrage in großen Mengen angeboten werden kann.

Mit dem virtuellen Kraftwerksprojekt in Deutschland hat Statkraft eine Lösung gefunden, die eine solche Marktanpassung möglich macht. „Als wir 2012 mit der Arbeit begannen, gab es keinen digitalen Kontakt mit den Windkraftwerken, und man ahnte nicht, wie viel die Anlagen erzeugten“, erläutert Alexander Küppers, Senior Business Developer im Düsseldorfer Direktvermarktungsteam für erneuerbare Energie bei Statkraft. „Mithilfe unserer Lösung werden heute Angebot und Nachfrage automatisch ausgeglichen.“

Dezentralisierte Erzeugung aus Erneuerbaren Energien

Wind-, Solar-, Wasserkraft und Energie aus Biomasse werden von zahlreichen kleineren Anbietern erzeugt, die über ganz Deutschland verteilt sind. Das virtuelle Kraftwerk verknüpft Tausende dieser kleinen Energieerzeuger.

So kann der Markt, Strom von einem großen verlässlichen Lieferanten beziehen, und die Energieerzeuger brauchen sich ihrerseits nicht um den Verkauf ihrer erzeugten Energie zu kümmern. „Wir haben mehr als 1.000 Windkraftanlagen in unserem System. Die installierte Leistung beträgt etwa 7.000 Megawatt Strom. Das entspricht der Leistung von sieben Atomreaktoren“, sagt Küppers.

Energieprognosen

Weil das Wetter schwankt, war früher sehr viel Unsicherheit mit der Vermarktung von erneuerbarer Energie verbunden. Um abzuschätzen wie viel Strom erzeugt werden kann und jeweils zum Verkauf zur Verfügung steht, werden große Ressourcen aufgewandt. Damit die Prognose so genau wie möglich ist, bauen diese Schätzungen auf einer enormen Menge an Wetterdaten auf.

Eine Reihe von Wettervorhersagen führender meteorologischer Institute werden kombiniert und mit einer statistischen Wahrscheinlichkeit verknüpft, die wiederum aus den Wetterlagen der Vergangenheit abgeleitet ist. Darüber hinaus werden auch außerordentliche Warnungen mitgerechnet, so dass ungewöhnliche Wetterphänomene wie beispielsweise der Einfluss von Stürmen genauer als bisher vorhergesagt werden können.

Die Prognosen erstrecken sich jeweils über die nächsten fünf Tage und werden alle 15 Minuten aktualisiert. Damit werden dem virtuellen Kraftwerk genaue Echtzeitinformationen darüber geliefert, wie viel Energie jeweils zum Verkauf bereitsteht.

Automatisierte Steuerung

Das Kraftwerk wird vom Dispatch in Düsseldorf aus gesteuert. Das virtuelle Kraftwerk verknüpft jede einzelne Erzeugungseinheit, die von Statkraft vermarktet wird. Die dabei gemessenen Echtzeitdaten werden dazu genutzt, die Wettervorhersagen abzugleichen, die Statkraft von unterschiedlichen Dienstleistern erhält.

Außerdem kann das virtuelle Kraftwerk dazu genutzt werden, die Erzeugung in Millisekunden anzupassen. Wenn die Anlagen mehr oder weniger als prognostiziert erzeugen, kann das Kraftwerk die Stromerzeugung je nach Nachfrage drosseln oder erhöhen. Bei unabhängigen Energieanbietern wird so die Erzeugung an die jeweilige Nachfrage auf dem Markt angepasst, was die Wahrscheinlichkeit einer landesweiten Überproduktion von Strom und von daraus folgenden negativen Preisen verringert.

„Mithilfe dieses Systems können wir die Erzeugung der integrierten Anlagen drosseln, wenn zu viel Strom im Netz ist und negative Preise an der Strombörse entstehen“, so Küppers. „Wir haben die Möglichkeit jeden einzelnen Windpark anzusteuern und vorzugeben, wie viele Megawatt erzeugt werden sollen. So kann das virtuelle Kraftwerk Angebot and Nachfrage ausgleichen.“

Flexible Windkraft und Solarenergie

Das Ziel ist, dass industrielle Verbraucher und Speicherkapazitäten in das virtuelle Kraftwerk einbezogen werden. Bald werden virtuelle Kraftwerke in der Lage sein Reserveleistung aus Wind- und Solarenergie anzubieten – das ist der nächste wichtige Schritt, die schwankende Stromerzeugung in den Strommarkt zu integrieren. So würden Solar- und die Windenergie ebenso flexibel genutzt werden können wie konventionelle Kraftwerke.

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