Kombikraftwerk

Status Quo in Heidenheim

Die Stadtwerke Heidenheim AG - Unternehmensgruppe begleitet die Energiewende aktiv und geht voran. Sie betreibt seit vielen Jahren Blockheizkraftwerke. Durch den gleichzeitigen Ausbau der Stromerzeugung aus Wind- und Sonnenkraft nimmt die Zahl der dezentralen Anlagen weiter zu. Daher hat die Stadtwerke Heidenheim AG Überlegungen zum Einsatz eines regenerativen Kombikraftwerks angestellt und ein Projekt ins Leben gerufen.

Ziel des Projekts ist es, die bereits aufgebaute und künftig weiter wachsende, ungekoppelte dezentral zur Verfügung stehende umweltschonende elektrische Leistung, durch zentrale Steuerung und Kommunikation zu einem regenerativen Kombikraftwerk zusammenzufassen und zu optimieren.

Was ist ein regeneratives Kombikraftwerk?

Der Ausbau der regenerativen Energiegewinnung führt zu einer zunehmend unsteten Netzeinspeisung. Einerseits häufen sich Zeiten, in denen die Stromproduktion höher als der Verbrauch ist. Andererseits treten auch wetterbedingte Flauten auf, in denen die erneuerbaren Energien kaum einspeisen. Dann müssen konventionelle Kraftwerke oder Stromspeicher den Strom bereitstellen. Um Angebot und Nachfrage mit dem Ausbau der regenerativen Energien im Stromnetz auszugleichen, sind flexible Erzeugungsanlagen ebenso erforderlich wie neue Möglichkeiten der mittel- und langfristigen Energiespeicherung. Wichtige Bausteine für den erforderlichen Umbau des Energiesystems sind vor diesem Hintergrund so genannte regenerative Kombikraftwerke. Andere gebräuchliche Begriffe sind virtuelle Kraftwerke oder Schwarmkraftwerke.

Beim regenerativen Kombikraftwerk werden viele, kleinere Erzeugungsanlagen - wie Photovoltaik- und Windanlagen - oder große Stromverbraucher, die an verschiedenen Standorten stehen, miteinander vernetzt und informationstechnisch gebündelt. Durch die Vernetzung dieser dezentralen Komponenten optimieren regenerative Kombikraftwerke die Energieerzeugung. Der Begriff "virtuell" wird in diesem Zusammenhang verwendet, weil das Kraftwerk mehr als einen Standort besitzt. Da sie Erneuerbare-Energien-Anlagen regel- und modulierbar machen, werden sie zu einem wichtigen Element für eine verantwortliche Integration der regenerativen Energien in das Gesamtsystem.

Aber auch die hocheffiziente, dezentrale Energieerzeugung auf Basis der Kraft-Wärme-Kopplung spielt dabei eine wichtige Rolle. Blockheizkraftwerke arbeiten nach diesem Prinzip und ermöglichen eine kurzfristige und flexible Bereitstellung elektrischer Energie, z.B. dann wenn gerade kein Wind weht.

Energie bedarfsorientiert nutzen

Ein zentraler Rechner steuert die Anlagen des Kombikraftwerks so, dass sie gemeinsam bedarfsgerecht Strom produzieren. Produzieren Wind- und Solaranlagen allein nicht genügend Strom, muss zusätzliche Anlagenleistung beigesteuert werden, z.B. können Blockheizkraftwerke (BHKW) oder Speichersysteme zum Einsatz kommen.

Hierzu werden an einer zentralen Stelle folgende Informationen zeitgleich zur Verfügung gestellt:

Der tatsächliche Verlauf des Strombedarfs ist der zentrale Ausgangspunkt. Die Prognose des Strombedarfs wird an die zentrale Steuerungseinheit übermittelt. Dort treffen auch die Prognosen über die Leistung von Wind- und Solaranlagen ein. Über Wetterdaten werden Vorhersagen von Windstärken und Sonnenstunden zur Verfügung gestellt. In der zentralen Steuerungseinheit werden diese Daten gegeneinander aufgerechnet. So können rechtzeitig Fahrpläne für die Steuerung der BHKW und der Speichersysteme aufgestellt werden.

Übersteigt z. B. die Stromproduktion von Wind- und Solaranlagen den Bedarf, kann die überschüssige Energie beispielsweise für das Auffüllen der Speicher oder zum Antrieb von Elektroautos genutzt werden.

Übersteigt im anderen Fall der Kundenbedarf die Stromproduktion von EE-Anlagen, ergibt sich ein zu deckender Restbedarf. Hierzu ist die Anlagenverfügbarkeit der BHKW in der Steuerzentrale hinterlegt. Entsprechend dem Bedarf können diese dann gesteuert werden. Gleichzeitig gibt es die Möglichkeit, Speicherstände zu nutzen oder in das System integrierte Kundenstandorte zu steuern (z. B. bei großen Kühlanlagen, die eine gewisse Zeit auch ohne Strom auskommen).

Damit neben dem konkreten Mengenbedarf die günstigen Energiepreise ebenfalls immer im Auge behalten werden, sind die aktuellen Börsenpreise für Strom in der Zentrale stets sichtbar.