Ein virtuelles Kraftwerk ist ein Netz von vielen intelligent gesteuerten Stromerzeugern, Stromspeichern und Stromverbrauchern, das zusammen ein konventionelles Kraftwerk ersetzen soll. Um die Idee dahinter zu verstehen, vergleichen wir konventionelle Kraftwerke mit virtuellen Kraftwerken.
Ein konventionelles Kraftwerk, wie z. B. ein Kohle- oder Atomkraftwerk, ist ein großes, einzeln verwaltetes Kraftwerk, das mit fossilen Energieträgern viel Energie erzeugt. Sie werden so eingestellt, dass sie kontinuierlich und planbar Energie erzeugen. Man kann sie aber nicht „mal eben schnell hoch- oder herunterfahren“ – deswegen können sie nur schlecht auf Änderungen im Energiebedarf reagieren.
Ein moderner Haushalt erzeugt Strom mit der eigenen Photovoltaikanlage , speichert diesen in einem Stromspeicher und verbraucht ihn z. B. mit einer Wärmepumpe . Dabei wird der Stromverbrauch von einem Energiemanager im Haus intelligent gesteuert. Dadurch ist ein moderner Haushalt sozusagen ein Mini-Kraftwerk.
Wenn man ganz viele von diesen Mini-Kraftwerken verbindet und gesamtheitlich intelligent aussteuert, dann hat man ein virtuelles Kraftwerk. Solch ein virtuelles Kraftwerk kann die Leistung eines konventionellen Kraftwerks ersetzen, ist dabei aber flexibler. Das kann das Stromnetz stabilisieren und die Energiekosten der Haushalte senken, die Teil eines virtuellen Kraftwerks sind (mehr dazu unten).
Um ein virtuelles Kraftwerk aufzustellen, muss man Stromerzeuger, Stromspeicher und Stromverbraucher vernetzen. Anschließend muss man sie konstant überwachen und steuern, um im richtigen Moment agieren und die Vorteile eines virtuellen Kraftwerks nutzen zu können. Um die Funktionen eines virtuellen Kraftwerks besser zu verstehen, verwenden wir ein Beispiel und reisen in die fiktive Stadt Solardorf.
In Zukunftsstadt gibt es einen Stadtteil, der besonders fortschrittlich ist: Solardorf. In Solardorf haben alle Haushalte eine eigene PV-Anlage auf dem Dach und einen Stromspeicher im Haus. Außerdem haben viele eine Wärmepumpe und eine E-Auto-Ladestation. Die Stromerzeugung und der Stromverbrauch wird in jedem Haushalt von einem Smart Meter überwacht. Das ist ein intelligenter Stromzähler, der mit einem Energiemanager verbunden ist. Dadurch kann der Stromfluss in jedem Haushalt so gesteuert werden, dass die Stromkosten möglichst gering sind.
Der Betreiber des virtuellen Kraftwerks in Solardorf handelt für die Haushalte Strom und vermarktet ihre Flexibilität. Das funktioniert zum Beispiel so:
Netzdienstleistungen: Es ist unerwartet sonnig und an der Börse gibt es einen negativen Strompreis . Jetzt ist so viel Strom im Netz, dass es droht, zu überlasten. Wenn noch Platz im Speicher ist, wird dieser mit Netzstrom aufgeladen und stabilisiert dadurch das Stromnetz. Da man dem Netzbetreiber geholfen hat, das Stromnetz stabil zu halten („Netzdienstleistung“), kann man von ihm dafür vergütet werden.
Die Idee für Solardorf: Wenn man alle Haushalte zusammen steuern kann, lassen sich bessere Preise an der Strombörse erzielen und die Netzstabilität noch besser unterstützen. In anderen Worten: Wenn sich Solardorf zu einem virtuellen Kraftwerk zusammenschließt, können alle Haushalte potenziell höhere Erlöse erzielen.
So funktioniert ein virtuelles Kraftwerk. Dabei müssen die Haushalte nicht in einer Nachbarschaft stehen: Anbieter virtueller Kraftwerke können Anlagen aus ganz Deutschland zusammenschalten.
Wie im Beispiel oben erklärt, kann ein virtuelles Kraftwerk dank Stromhandel und Netzdienstleistungen Erlöse für die einzelnen Haushalte erzielen und den Stromverbrauch innerhalb eines Haushalts optimieren. Durch diese beiden Effekte können die Energiekosten sinken; wie stark, hängt von Anlage, Anbieter und Vertrag ab. In der Übersicht:
Mit den durch das virtuelle Kraftwerk möglichen Optimierungen und Einnahmen lassen sich die eigenen Energiekosten also senken. Auch das Solarspitzengesetz zeigt, dass steuerbare Anlagen an Bedeutung gewinnen: Für neue Anlagen gibt es bei negativen Börsenpreisen keine Vergütung. Ob sich die Teilnahme an einem virtuellen Kraftwerk lohnt, hängt vom Einzelfall ab.
Ziel der Energiewende ist es, dass das Stromnetz komplett mit erneuerbaren Energien läuft. Obwohl an sich genug Solar- und Windenergie erzeugt werden kann, ist die Erzeugung je nach Wind und Wetter volatil. Deshalb muss die erzeugte erneuerbare Energie zwischengespeichert werden können. Denn so kann man, je nach Bedarf, Strom ins Netz geben oder Strom aus dem Netz nehmen. Das ist essenziell, um Stromnetze auch mit erneuerbaren Energien stabil zu halten und die Stromversorgung in Deutschland zu gewährleisten.
Nun wäre es unrealistisch und nicht sinnvoll, wenn man nur riesige, zentralisierte Batterieparks hätte, in denen die Energie gespeichert wird. Stattdessen kann man die vielen einzelnen Batteriespeicher in den Haushalten gesamtheitlich überwachen und netzdienlich steuern. Das hilft auch dabei, den Stromverbrauch der Haushalte zu optimieren.
Gleichzeitig gleicht es die Schwächen des Netzausbaus aus. Denn der Netzausbau kommt bei der Energiewende nicht mit, wodurch andere Lösungen gefunden werden müssen, um die Energiewende mit dem bestehenden Netz zu schaffen. Dafür können virtuelle Kraftwerke ein Baustein sein.
Nicht zu vergessen: Virtuelle Kraftwerke bündeln im Normalfall Anlagen auf Basis erneuerbarer Energien, sodass der CO₂-Ausstoß in der Regel geringer ist als bei fossilen Kraftwerken.
Ecowatt betreibt kein eigenes virtuelles Kraftwerk. Wir planen und installieren Photovoltaik, Speicher, Wärmepumpe und Wallbox. Ob Ihre Anlage für die Teilnahme an einem virtuellen Kraftwerk geeignet ist, hängt von der Technik und den Bedingungen des jeweiligen Anbieters ab; wir beraten Sie dazu. Teilnahmebedingungen und mögliche Erlöse legt der Betreiber des virtuellen Kraftwerks fest.
Wir beraten Sie gern zu Ihrer Anlage – kostenlos und unverbindlich:
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