18. – 21. Januar 2022

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Dezentrale Stromspeicherung für stabile Netze

Stabile Stromversorgungsnetze sind eine Voraussetzung für die sichere Energieversorgung. Mit der sich abzeichnenden stark zunehmenden Anzahl dezentraler wind-- und solarbasierter Stromerzeugungsanlagen kann das Management der Netzstabilität (50 Hz) an die Grenzen des Machbaren stossen. Speichern statt Rückspeisen wäre das Motto.

Erneuerbare Energien wie die solare Strahlung oder Windkraft haben ein grosses theoretisches Potential, aber sehr hohe Leistungsschwankungen. Bei heute weniger als 1% Anteil an der Wind- und Solarstromproduktion ist dieser Umstand kein Problem und kann mit sogenannter Regelenergie sowie über vorhandene Pumpspeicherwerke elegant ausgeglichen werden.

Der globale Solareintrag ist ca. 10'000 mal grösser als der Weltenergieverbrauch. Der nachstehende Vergleich zeigt, dass dem Potential für stochastische PV-Energie technische Grenzen gesetzt sind. Mit einem langfristigen (komplementär zum Ausstieg aus der Kernkraft bis 2034) Produktionsziel von 30% oder ca. 20 TWh/a Solarstrom heisst dies für die Schweiz folgendes:

Bei einem Ertrag von 150 kWh/m2,a mit ca. 133 km2 PV-Fläche und bei einer spezifischen Leistung von 120 W/m2 werden ca. 16 GW Spitzenproduktion wie heute üblich ins Netz gespiesen. Demgegenüber steht der Spitzenbedarf von lediglich 10.6 GW (17.6.2009). Um den Überschuss von 5.4 GW zu managen wäre nicht nur das komplette Abstellen aller CH-Kraftwerke (AKW 3.2 GW, Wasser 13.4 GW, Andere 0.9 GW) und das Einschalten der Pumpspeicherwerke (1.7 GW), sondern auch die Nutzung des Restüberschusses von 3.7 GW notwendig. Letzteres würde ca. 900'000 Elektromobile mit 4 kW Ladeleistung bedingen. Die Alternative wäre ein Lastabwurf (Abschalten) der dezentralen Produktion um 5.4 GW, was nicht nur ökonomisch problematisch ist, sondern mit dezentraler Speicherung zumindest zu einem grossen Teil umgangen werden könnte.

Falls der auf den Dächern der CH-Häuser erzeugte Strom lokal, d.h. auf der untersten Netzebene gespeichert werden könnte, wäre das Problem der Leistungsspitzen zumindest entschärft. Das ist aber noch nicht Stand der Technik und bedingt entsprechende Forschung und Entwicklung.

In jedem Fall scheint mir dieser Weg zielführender, als der Netzausbau im grossen Stil für unnötige Stromtransfers auf übergeordneten Ebenen.

Adrian Altenburger hat an der Swissbau Focus Arena zum Thema «Energie im Bau - Herausforderungen im Bestand» teilgenommen. Ein Videointerview mit ihm sowie die ganzen Sendung finden Sie im Eventreport.

Adrian Altenburger, HLK-Ing. HTL/MAS Arch. ETH/SIA, leitet seit 2015 den Bachelor- und Masterstudiengang Gebäudetechnik|Energie an der Hochschule Luzern – Technik & Architektur. 
In dieser Funktion übernimmt er an der HSLU zusammen mit den weiteren Studiengangleitern des Fachbereichs Bau schweizweit eine führende Rolle in der interdisziplinären Ausbildung für das Gebäude als und im System.

 

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