Im Rahmen eines bundesweit einmaligen Projekts der E.on Hanse AG und der Schleswig-Holstein Netz AG sollen auf der Insel zukunftsweisende Lösungen zur optimalen Nutzung und lokalen Speicherung von regenerativ erzeugtem Strom gefunden werden. Durchgeführt wird dies von einem breit aufgestellten Innovationsverbund aus Industrie und Wissenschaft und vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit gefördert.
In dem auf drei Jahre angelegten Projekt soll ein sogenanntes hybrides Speichersystem eingerichtet werden, um den Eigenverbrauch aus erneuerbaren Energien auf der Insel zu erhöhen. „Wir wollen neben den Batteriespeichern auch den Verbrauch aktiv steuern“, erklärt Steffen Nicolai, Teilprojektleiter am Fraunhofer-Anwendungszentrum Systemtechnik (AST) in Ilmenau.
Pellworm: Neu ist, dass Stromspeicher in regionale Netze eingebunden werden
Werden über Wind und Sonne große Mengen Strom erzeugt, sollen diese direkt in leistungsstarke Batterien oder in Elektrospeicherheizungen von Haushalten gespeichert werden, die den Strom in Wärme umwandeln und damit als Zwischenspeicher dienen. Das ist neu: Bislang wurden Stromspeicher noch nicht in regionale Netze eingebunden.
Voraussetzung für ein flexibles Lastenmanagement ist die Steuerung der Energieflüsse, um somit Erzeugung und Verbrauch optimal aufeinander abzustimmen. Dafür statteten die Projektleiter rund 25 Ortsnetzstationen, die für die Verteilung des Stroms in einzelne Ortsteile und Straßen verantwortlich sind, mit Datenschnittstellen und Automatisierungstechnik aus, um Daten wie Verbrauch und Spannung zu erhalten.
„Damit können wir schneller auf Energieflüsse reagieren“, so Dieter Haack von der E.on Hanse AG und Gesamtprojektleiter für das Projekt, für das gerade die letzten Vorarbeiten laufen. Er hofft, dass die Komponenten noch bis Ende des Jahres eintreffen, um mit den Arbeiten starten zu können. Dazu gehört auch, das rund 200 Haushalte kostenlos mit Smart Metern und 20 mit Elektrospeicherheizungen ausgestattet werden.
Um langfristig eine ausreichende Versorgungssicherheit trotz weiter steigenden Anteils der erneuerbaren Energien gewährleisten zu können, seien intelligente Energiesysteme notwendig, so Nicolai. „Sie verknüpfen die einzelnen Elemente wie Erzeugung, Verbrauch und in Zukunft auch Energiespeicher über Leittechnik und Energiemanagementsysteme und ermöglichen somit ein optimales, ganzheitliches Zusammenspiel.“
Pellworm testet zwei unterschiedliche Großspeichersysteme aus Lithiumionenbatterien
Zu dem Konzept gehört auch der Test von zwei Großspeichersystemen aus Lithiumionenbatterien mit einer Energiekapazität von 560 kWh und Redox-Flow-Batterien mit 1200 kWh. Die beiden unterschiedlichen Technologien werden in Bezug auf Wirkungs- und Lebensdauer sowie Ent- und Beladung unter extremen Bedingungen einem Härtetest unterzogen. Für Matthias Boxberger, Vorstandsmitglied der E.on Hanse AG und der Schleswig-Holstein Netz AG, ist die Demonstration innovativer Batteriespeichertechnologien unter Einbindung der Haushalte in einem integrierten Energiesystem das Kernstück der Innovationsstrategie.
Pellworm eignet sich besonders für dieses Projekt, da neben dem Tourismus erneuerbare Energien schon seit Langem eine große Rolle spielen. Bereits 1983 wurde auf der Insel einer der damals größten Solarparks Europas gebaut und 1989 zum größten Hybridkraftwerk Europas erweitert. Obwohl jährlich über 22 Mio. kWh Strom erzeugt werden, benötigen die knapp 1100 Inselbewohner aber nur 7 Mio. kWh.
Auf der anderen Seite steht der Strom aus Sonne und Wind nicht immer dann zur Verfügung, wenn er gerade benötigt wird. Noch ist die Nordseeinsel daher auf Energie vom Festland angewiesen, um die Schwankungen auszugleichen und den Überschuss ins Netz einzuspeisen. „Der hybride Speicheransatz soll in verschiedenen Anwendungsszenarien, unter anderem auch zur lokalen Versorgung, den Funktionsnachweis liefern“, so der AST-Teilprojektleiter Nicolai.
Pellworm: Projekt-Ergebnisse auch auf andere Regionen übertragbar
Er ist überzeugt, dass Teile der Ergebnisse auch auf andere Regionen mit einer Vielzahl von dezentralen Erzeugungsanlagen übertragen werden können – wie in Ritten in der Nähe in Südtirol, wo AST ebenfalls eine Machbarkeitsstudie für ein sogenanntes Inselnetzprojekt durchführte.
Gerade die Einspeisung aus einer Vielzahl von dezentralen Photovoltaikanlagen kann ohne intelligente Führung des Verteilnetzes schon heute zu starken Netzbelastungen führen. Eine Vielzahl von dezentraler Erzeugung eröffne aber die Möglichkeit, Inselnetze zu betreiben, so AST-Projektleiter Peter Bretschneider „Intelligente Automatisierungs- und
Regelungstechnologien in Verbindung mit der Netzleit-, Schutz- und Fernwirktechnik können die Netzintegration von erneuerbaren Energien verbessern.“
Der kleine Ort Ritten mit 2500 Einwohnern in der Nähe von Bozen in Südtirol bot sich für dieses Thema förmlich an. Im Auftrag der Etschwerke Netz AG – des größten Regionalversorgers in Südtirol – untersuchte das AST gemeinsam mit der Sprecher Automation Deutschland GmbH, wie das bestehende Mittel- und Niederspannungsnetz im Netzgebiet mit 20 Ortsnetzstationen im Fall eines Blackout als autarke Insel betrieben werden kann. Bretschneider: „Inselnetze sind komplexe Systeme, die eine exakte Analyse von Erzeugung, Verbrauch sowie der Netzinfrastruktur einschließlich der Sekundärtechnik erfordern.“
„Das Projekt auf Pellworm wird uns wertvolle Erkenntnisse über den praktischen Betrieb intelligenter Stromnetze und die Vor-Ort-Verwertung von Strom aus erneuerbaren Energien bringen“, ist Boxberger überzeugt. Das soll auch bundesweite Impulse zur Netzintegration erneuerbarer Energien geben, so der Vorstandsvorsitzende des schleswig-holsteinischen Energieversorgers.
