Die SmartGrid-Forschungsgruppe der Technischen Hochschule Ulm, der Übertragungs­netzbetreiber TransnetBW und die Stadtwerke Ulm/Neu-Ulm Netze starten ein gemeinsames Forschungsprojekt zum Thema „Einsatz von kleinen PV-Anlagen zur Erbringung von Regel­leistung“. Ziel des gemeinsamen, durch das Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg geförderten Verbund­projekts ist es, eine Lösung zu entwickeln, die es einem Großteil aller Photovoltaik­anlagen ermöglicht, am Regel­energiemarkt teilzunehmen.

Mit dem Ausbau der erneuerbaren Energien kommt es zu höheren Schwankungen im Stromnetz, denn der Wind weht nicht immer gleich stark und die Sonne versteckt sich häufig hinter Wolken. In einem elektrischen Energie­versorgungssystem müssen sich Erzeugung und Verbrauch elektrischer Energie jedoch immer die Waage halten, da sich Strom nur sehr geringfügig im Netz speichern lässt. Die entstehenden Leistungs­schwankungen müssen durch den Einsatz von Regelenergie ausgeglichen werden, damit es zu keiner Gefährdung der System­stabilität kommt. Diese Regelenergie wird aktuell meist von fossilen Groß­kraftwerken erbracht. Mit der Energiewende und dem damit einhergehenden grundlegenden Umbau unseres Energieversorgungsystems muss die Regelleistung jedoch auch von dezentralen Erzeugungs­anlagen wie Windrädern, Photovoltaik­anlagen, Batterie­speichern und ähnlichem erbracht werden.

Während Biomasseanlagen fest auf dem Regel­energiemarkt etabliert sind und für Windkraft­anlagen bereits erste erfolgreiche Einsätze absolviert wurden, spielen PV-Anlagen dort bisher keine signi­fikante Rolle. Verantwortlich hierfür sind sowohl fehlende kostengünstige technische Lösungen zur Steuerung der meist sehr kleinen Anlagen als auch regulatorische Hürden. Beides zusammen bedingt, dass heute mehr als 99 Prozent der kleinen und mittleren PV-Anlagen de facto vom Regelenergie­markt ausge­schlossen sind. Eine Teilnahme dieser Anlagen am Regel­energiemarkt ist jedoch wichtig, um das Stromnetz auch zukünftig stabil betreiben zu können. An einer technischen Lösung, um auch kleinere PV-Anlagen am Regel­energiemarkt teilnehmen zu lassen, forscht derzeit die SmartGrid-Forschungs­gruppe der Technischen Hochschule Ulm zusammen mit dem Übertragungs­netzbetreiber TransnetBW und der Stadtwerke Ulm/Neu-Ulm Netze.

Grundlage für die geplante technische Lösung des Forschungs­vorhabens ist eine durch umfangreiche Vorarbeiten in anderen Forschungs­projekten entwickelte Controllable Local System (CLS)-Steuerbox. Diese verbindet sich über die Steuerungs-(CLS)-Schnittstelle mit dem Smart Meter Gateway und stellt somit eine sichere und mit den Vorgaben des Bundesamtes für Sicherheit in der Informations­technik konforme Kommunikations­strecke in die Kundenanlage dar. Es wird somit eine stärkere Integration der Photovoltaik-Anlagen in das elektrische Energie­versorgungsystem ermöglicht. Im Weiteren soll im Projekt die bereits entwickelte Steuerbox um eine Schnittstelle zur Kommuni­kation mit einer Vielzahl gängiger PV-Wechsel­richter-Typen erweitert werden. Regulatorischen Hürden für kleine PV-Anlagen sollen außerdem durch die Entwicklung eines Verfahrens beseitigt werden, das es kleinen PV-Anlagen ermöglicht, am Regel­energiemarkt ohne verpflichtende Direkt­vermarktung teilzunehmen.

TH Ulm / JOL

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• Smart Grids, Technische Hochschule Ulm