ElChe Wettringen

Leitung: WESTNETZ GmbH

Standort: Wettringen

Elektrochemischer Batteriespeicher statt Netzausbau

Der Verteilnetzbetreiber Westnetz hat in der Gemeinde Wettringen in Nordrhein-Westfalen im Jahr 2015 einen Batteriespeicher installiert. Er speichert am Tag überschüssigen Sonnenstrom und speist ihn in den Abendstunden wieder ins Netz ein.

Der Speicher verhindert damit Belastungs- und Spannungsspitzen, die bei Sonnenschein durch die hohe Photovoltaikleistung im Ortsnetz auftraten. Die Photovoltaikanlagen in dem betrachteten Teilbereich in Wettringen erreichen eine Leistung von 700 kWp, was das Stromnetz an seine Belastungsgrenze brachte.

Dank des Batteriespeichers konnte auf den Bau einer 10-kV-Entlastungsleitung verzichtet werden. Die Leitung wäre bereits in wenigen Jahren durch eine geplante größere Veränderung der Netzstruktur in der Region überflüssig geworden. Der Batteriespeicher kann dagegen, wenn er nicht mehr gebraucht wird, abgebaut und woanders eingesetzt werden. Seine Lebensdauer beträgt 15 bis 20 Jahre.

Der Speicher hat eine Kapazität von 1000 kWh und eine Leistung von 250 kW (350 kVA). Er basiert auf der Lithium-Ionen-Technologie. Die gesamte Technik befindet sich in einem 40-Fuß-Container, der in unmittelbarer Nähe zu einer Mittelspannungsstation aufgestellt wurde. Damit kann er nicht nur das Niederspannungsnetz, sondern auch das vorgelagerte 10 kV-Netz entlasten.

Ansprechpartner

Tobias Rott
Projektleitung
WESTNETZ GmbH

Lithium-Ionen Speichersystem NIEDERSPANNUNGSNETZMITTELSPANNUNGSNETZEICheMittelspannungsstationVerbindet Mittel- und Niederspan-nungsnetz, speichert tagsüber Photovoltaik-Strom im Batterie-speicher und speist ihn nachts ins Netz ein.BatteriepeicherSpeichert überschüssigen Photo-voltaik-Strom und gibt ihn abendsins Niederspannungsnetz zurück.VerbraucherWird über das Niederspannungs-netz mit Strom versorgt.ProsumerProduziert eigenen Strom, speist Überschüsse ins Netz ein und wird bei Bedarf über das Netz mit versorgt. 12341234positiv: entladennegativ: laden0ohne Speicher Speicherleistung Transformator-BelastungPeak-shavingProsumer4Verbraucher3Batteriespeicher2Mittelspannungsstation1Prosumer4Verbraucher3Batteriespeicher2Mittelspannungsstation1

Wirtschaftliche Bedeutung

Ein mobiler Batteriespeicher ist eine sinnvolle Lösung zur Netzentlastung, wenn die Spannungs- und Belastungsgrenzwerte überschritten werden und die Alternative Netzausbau zu komplex und zu kostenintensiv ist. Insbesondere wenn ein Netzausbau nur temporär notwendig ist, können mobile Batteriespeicher die wirtschaftlichere Lösung sein.

Vermarktung des Speichers in netzunkritischen Zeiten würde die Wirtschaftlichkeit verbessern

Neben der Entlastung des Netzes ist der Batteriespeicher technisch auch zur Bereitstellung von Regelenergie geeignet. In den Zeiten, in welcher der Batteriespeicher nicht für das Netz benötigt wird, könnte dieser beispielsweise auf dem Regelleistungsmarkt vermarktet werden. So ließe sich die Zahl der Fälle, in denen ein Batteriespeicher wirtschaftlich betrieben werden kann, erhöhen. Bei einer rein netzdienlichen Nutzung kann der Batteriespeicher sein technisches Potential zu diversen Zeiten nicht voll ausschöpfen.

Diese Möglichkeit des sogenannten „Multiobjektiven Einsatzes“ wurde bisher allerdings zunächst nur in einer Studie untersucht, jedoch noch nicht in die Praxis umgesetzt.

Speichern als Aufgabe des Marktes?

Grundsätzlich gestaltet sich der Einsatz von Batteriespeichern zur Netzentlastung aufgrund der regulatorischen Rahmenbedingungen noch schwierig. Wegen der strikten Trennung zwischen den Bereichen Netz, Stromerzeugung und Vertrieb (Unbundling) in der Energiewirtschaft sieht die Bundesnetzagentur den Betrieb von Stromspeichern durch Netzbetreiber kritisch. Es wird befürchtet, dass ein Netzbetreiber hierdurch einem verbundenen Unternehmen vergünstigte Energie zur Verfügung stellen könnte und somit andere Marktteilnehmer diskriminiert würde.

Hierfür gilt es, die regulatorischen Rahmenbedingungen anzupassen, bzw. Betreibermodelle zu entwickeln, welche mit den aktuellen Rahmenbedingungen vereinbar sind.

Für den reinen netzdienlichen Betrieb wäre es hierzu theoretisch denkbar, dass Verteilnetzbetreiber selbst den Batteriespeicher im Rahmen der Verlustenergiebeschaffung* bewirtschaften.

Um Batteriespeicher zusätzlich in netzunkritischen Zeiten zu vermarkten, wäre es theoretisch vorstellbar, dass eine dritte Partei (z. B. ein beliebiger Stromvertrieb) die komplette Bewirtschaftung, bzw. Vermarktung für den ein- und ausgespeicherten Strom übernimmt. Zur Sicherstellung der Netzentlastung könnte jedoch das Eigentum und die Betreiberrolle bei dem Netzbetreiber verbleiben.

* Verlustenergie wird benötigt, um die physikalisch bedingten Netzverluste auszugleichen. In jedem Stromnetz kommt es zu Energieverlusten. Stromnetzbetreiber müssen sich als Ausgleich für diesen Energieverlust einen Ersatz beschaffen. Der Ersatz wird Verlustenergie genannt.

Wissenschaftliche Auswertung

Im Konferenzband »International ETG Congress 2015; Die Energiewende - Blueprints for the new energy age« ist ein ausführlicher Artikel über das Projekt erschienen: S. Nykamp, T. Rott, N. Dettke and S. Kueppers, "The project "ElChe" Wettringen: storage as an alternative to grid reinforcements - experiences, benefits and challenges from a DSO point of view," International ETG Congress 2015; Die Energiewende - Blueprints for the new energy age, Bonn, Germany, 2015, pp. 1-6.

Hier können Sie den gesamten Artikel lesen

Technik-Box

Technische Daten

Photovoltaik-Leistung im Ortsnetz (Teilbereich)

700 kWp

Batteriespeicher

Lithium-Ionen-Technologie

Kapazität

1000 kWh

Leistung

250 kW (350 kVA)

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