06. Feb 2019

Würde der regulatorische Rahmen modernisiert, um das gesamte Flexibilitätspotenzial dezentraler Batteriespeicher zu nutzen, könnte eine Komplettversorgung mit E-Auto-Ladepunkten in vorstädtischen und dörflichen Ortsnetzen erreicht werden.

Grundgedanke beim PV-Speichersystem in Verbindung mit Elektrofahrzeug. Mehr dazu finden Sie in der Studie – Link am Textende. ©Grafik: TU Braunschweig / BSW Solar / The Smarter E

Studie: Solare Heim- und Gewerbespeicher vermeiden Netzausbau für E-Autos

(BSW Solar) Durch den Einsatz von Solarstromanlagen mit Batteriespeicher können die heutigen deutschen Stromverteilnetze in Ortsteilen mit privaten Ein- und Zweifamilienhäusern mehr als jeden zweiten angeschlossenen Haushalt mit einer eigenen 11 kW-Ladestation für Elektroautos versorgen (bis zu 60%). Damit verdoppeln dezentral installierte Solarstromspeicher die Ladekapazität gegenüber einem klassischen Niederspannungsverteilnetz.


Die Mehrzahl der neu installierten Solarstromanlagen wird gemäss des deutschen BSW Solar inzwischen gemeinsam mit einem Batteriespeicher installiert. Im Falle einer Modernisierung des regulatorischen Rahmens zur Nutzung des gesamten Flexibilitätspotenzials dezentraler Batteriespeicher, liesse sich sogar eine Komplettversorgung mit E-Auto-Ladepunkten in den vorstädtischen und dörflichen Ortsnetzen erreichen. Zu diesen Ergebnissen kommt eine Studie des Institutes elenia der Technischen Universität Braunschweig, des deutschen Bundesverbands Solarwirtschaft (BSW) mit Unterstützung von „The smarter E Europe“, der Innovationsplattform für die neue Energiewelt vorgestellt hat. „Die Elektromobilität mit einem steigenden Bedarf an Ladepunkten kann die bestehenden Energieversorgungsnetze zwar vor Herausforderungen stellen. Wenn aber alle Möglichkeiten von privaten Photovoltaik-Speichersystemen genutzt werden, erreichen wir im typischen Stromverteilnetz die Vollabdeckung mit Ladepunkten in der Regel ohne weitere Ausbaumassnahmen“, sagt Prof. Dr.-Ing. Bernd Engel, einer der beiden Autoren der Studie. „Während der Anschluss vieler der 1.7 Millionen Photovoltaikanlagen in Deutschland vor einigen Jahren von den Netzbetreibern vor allem als Herausforderung gesehen wurde, sind inzwischen private Photovoltaik-Speichersysteme ein Teil der Lösung zur Netzintegration der Elektromobilität.“

Intelligente Verzahnung
„Mit Solarstrom vom eigenen Dach und dem Batteriespeicher im Keller wird aus dem Zuhause eine Tankstelle, die jederzeit sauberen Antrieb ermöglicht und teuren Netzausbau vermeidet“, sagt BSW-Hauptgeschäftsführer Carsten Körnig. „Eine intelligente Verzahnung von Speichern, Solarenergie und E-Autos schafft Win-win-Lösungen, welche die Energiewende erheblich preiswerter und einfacher machen.“ Die Verkehrswende erfordere einen noch stärkeren Ausbau von Solarstromanlagen, Heim- und Gewerbespeichern.

Die Politik sei zudem gefragt, die Regulierung dezentraler Stromspeicher zu vereinfachen, um ihrer hohen energiewirtschaftlichen Bedeutung gerecht zu werden, so Körnig. Rückenwind dafür gibt es nun von der Europäischen Union. Diese hatte sich kurz vor dem Jahreswechsel im Rahmen der Trilogverhandlungen zur Elektrizitätsbinnenmarktrichtlinie zwischen EU-Kommission, EU-Parlament und dem EU-Ministerrat darauf verständigt, dass Speicher von Prosumern bei der Erbringung von Netzdienstleistungen nicht mehr doppelt mit Abgaben und Umlagen belastet werden dürfen. Bei entsprechender Umsetzung in nationales Recht können die inzwischen mehr als 110‘000 installierten und die künftigen Heimspeicher in Deutschland für netzdienliches Verhalten aktiviert werden.

Hintergrund
In der vom BSW initiierten Kurzstudie analysierten die Wissenschaftler anhand eines repräsentativen beispielhaften Vorstadtnetzes diverse Ansätze zur Steigerung der Zahl von Ladepunkten für die Elektromobilität. Im ersten Schritt nahmen die Forscher eine statische Simulation vor. Demnach könnten bereits heute im bestehenden deutschen Stromverteilnetz gut ein Fünftel der Haushalte (22 Prozent) zeitgleich Elektroautos mit einer Leistung von 11 Kilowatt (kW) beladen werden. Viele Wandladestationen für den privaten Bereich werden derzeit mit einer maximalen Ladeleistung von 11 kW angeschlossen. Bei ansonsten unveränderten Bedingungen konnte anhand von Verbrauchsprofilen belegt werden, dass an das Verteilnetz 45 Prozent der Haushalte mit einer 11-kW-Ladestation angeschlossen werden, sofern die Elektroautos entsprechend der Realität zeitversetzt beladen werden. Derzeit sind in Deutschland rund 75‘000 reine Elektroautos und gut 314‘000 Hybrid-Autos zugelassen.

Eine deutlich steigende Durchdringung mit Ladepunkten in 60 Prozent der Haushalte wird erreicht, sobald in den angeschlossenen Häusern Photovoltaik-Batteriespeicher-Systeme vorhanden sind, die Blindleistung bereitstellen können. Durch die Blindleistungsbereitstellung wirkt der Batteriewechselrichter beim Laden spannungsstabilisierend auf das Stromnetz, selbst wenn der Stromspeicher leer ist.

Schliesslich wäre nach Auffassung der Wissenschaftler sogar eine Vollabdeckung mit Ladepunkten ohne weiteren Ausbau des Verteilnetzes technisch möglich, sobald Photovoltaik-Batteriespeichersysteme auch Strom aus dem Netz der allgemeinen Versorgung zwischenspeichern würden. Die Speicher würden für diesen Fall nicht nur selbst erzeugten Solarstrom, sondern auch Strom aus dem öffentlichen Netz aufnehmen und zwischenspeichern, um diesen im Bedarfsfalle für einen grösseren Anteil gleichzeitiger Ladevorgänge bereitzustellen. Dieser Mehrfachnutzen ist vor allem in den sonnenarmen und zugleich windstarken Tagen des Winterhalbjahrs sinnvoll, weil dann Windstrom genutzt und zwischengespeichert werden kann. Aufgrund veralteter regulatorischer Rahmenbedingungen – wie dem Verbot, mehrere Dienstleistungen zur gleichen Zeit zu erbringen (etwa Mieterstrom und Regelenergie) – wird das Beladen dezentraler Speicher mit Strom aus dem Stromnetz derzeit noch erschwert.

Mit dem Zusammenwirken von Photovoltaik, Speichertechnologien und Elektromobilität befasst sich auch die Innovationsplattform „The smarter E Europe“, die vom 15.-17. Mai 2019 in München u.a. vier Fachmessen und zahlreiche Konferenzen rund um die Themen zusammengeführt hat und deren Ausrichtung vom Bundesverband Solarwirtschaft e.V. aktiv unterstützt wird.

Kurzstudie Kurzstudie: Können PV-Speichersysteme die Netzintegration der Elektormobilität unterstützen?

Text: BSW Solar

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