Die gemeinsame Studie wurde im Rahmen des Projekts Enera durchgeführt. Mit ihr haben die Projektpartner nachgewiesen, dass automobile Batteriespeichersysteme auf Lithium-Ionen-Basis für eine hochdynamische Systemstützung wie auch für einen Systemwiederaufbau genutzt werden können – konkret beim Schwarzstart von Kraftwerken und zur Unterstützung von Massenträgheit. Letzten Endes kann hierdurch der Wegfall konventioneller Energieerzeugung mit kompensiert werden. Für die Entwicklungspartnerschaft ist im Testcenter in Kamenz der Prototyp eines Batteriespeichersystems aus automobilen Batterien mit einer gesamten Anschlussleistung von ca. 1 Megawatt (MW) und einer Speicherkapazität von 750 Kilowattstunden (kWh) installiert worden. Dabei handelt es sich um 2nd-Life- und Ersatzteil-Batterien.

Reaktion unter 100 Millisekunden
Durch den steigenden Anteil von wetterabhängigen regenerativen Energien wird die Stromerzeugung deutlich volatiler. Im Stromnetz müssen Erzeugung und Verbrauch im Gleichgewicht sein, um die Frequenz von 50 Hertz zu halten. Ist dies nicht der Fall, kommt es zu Frequenzabweichungen. Die Massen von Grosskraftwerken, die synchron mit der Netzfrequenz von 50 Hertz rotieren, sorgen dafür, dass solche Schwankungen gedämpft werden und somit das System träger auf solche Abweichungen reagiert. Das ist wichtig, da Frequenzabweichungen erst verzögert durch Primärregelleistung ausgeglichen werden können. Ohne die trägen Massen im Netz würde sich die Frequenz so schnell ändern, dass sie nicht mehr durch Regelleistung ausgeglichen werden könnte. Folge wären immer grössere Frequenzschwankungen, die im schlimmsten Fall zu Stromausfällen führen könnten. Im Test Lab Mercedes-Benz Energy in Kamenz haben die Projektpartner jetzt nachgewiesen, dass automobile Batteriespeicher in weniger als 100 Millisekunden auf eine sich ändernde Frequenz reagieren. Damit können sie die trägen Massen von Grosskraftwerken mit ersetzen.

Die Ergebnisse der Studie zeigen auch, dass Batteriespeichersysteme in der Lage sind, Betriebsmittel der Energieversorgung und sogar ganze Kraftwerke nach beispielsweise einem grossflächigen Netzausfall anzufahren. Hierfür kommen heute Dieselaggregate zum Einsatz, die die Turbinen von Kraftwerken (rotierende Massen) wieder in Bewegung versetzen und Hilfsaggregate versorgen. Die Entwicklungsstudie zeigt, dass dies nahezu verlustfrei und deutlich umweltschonender auch durch Batteriespeicher geschehen kann. Der Energiespeicher fungiert hierbei als eine Art ‚Starterbatterie der Energieversorgung‘ und schiebt die trägen rotierenden Massen eines Kraftwerks wieder an. Die benötigte Energie, etwa zwei bis vier Prozent der Nennleistung eines Kraftwerks, wird im Bedarfsfall aus dem Energiespeicher abgerufen. Um dies nachzuweisen, haben die Projektpartner in Kamenz ein Testnetz aufgebaut und es nach einem simulierten Netzausfall mit Hilfe des automobilen Batteriespeichers wieder aufgebaut. Im nächsten Schritt der Entwicklungspartnerschaft werden die Projektpartner gemeinsam die Anforderungen definieren, die eine Ausschreibung der zukünftigen Systemdienstleistung durch Tennet ermöglicht.

Text: Tennet Holding B. V.