Die an das Kraftwerk gekoppelte Lithium-Ionen-Batterie wird mit dem Strom aus den Wasserkraftturbinen des Kraftwerks Rain am Lech gespeist. Sie hat eine Kapazität von mehr als 1600 Kilowattstunden. ©Bild: LEW

Lechwerke: Kombinieren Wasserkraftwerk mit Batteriespeicher zu Hybridsystem für Regelenergie

(ee-news.ch) Am Wasserkraftwerk im bayrischen Rain am Lech haben die Lechwerke (LEW) einen Batteriespeicher in Betrieb genommen. Er ist mit der Turbinensteuerung des Kraftwerks gekoppelt und kann bis zu drei Megawatt Primärregelleistung für den kurzfristigen Ausgleich von Netzschwankungen bereitstellen. kann. Die Anbindung weiterer Wasserkraftwerke ist in Vorbereitung.


Bei Bedarf kann die Kraftwerk-Batteriespeicher-Einheit von LEW nun innerhalb von nur 30 Sekunden zusätzlichen Strom in das Netz einspeisen. Ebenso schnell reagiert das Hybridsystem bei Stromüberschuss – beispielsweise, wenn energieintensive Industrieprozesse unvermittelt abgeschaltet werden müssen oder bei unerwartet starker Sonneneinstrahlung auf die PV-Anlagen in der Region. In diesem Fall kann das System Strom aus dem Netz aufnehmen und in der Batterie speichern. Reicht die Batteriekapazität allein nicht aus, um die Netzfrequenz zu stabilisieren, kann die intelligente Steuerung des Hybridsystems zusätzlich die Stromerzeugung der Wasserkraftturbinen je nach Bedarf kurzzeitig drosseln oder erhöhen.

Primärregelleistung zum Ausgleich von Frequenzschwankungen
Diese sogenannte Primärregelleistung kann das Hybridsystem des Wasserkraftwerks Rain am Lech mindestens 15 Minuten lang ohne Unterbrechung bereitstellen und so einen Beitrag dazu leisten, Frequenzschwankungen im europäischen Stromverbundnetz kurzfristig auszugleichen. Das LEW-System übernimmt im Stromnetz damit die Funktion eines Ersthelfers, bis andere Energieerzeuger ihre Einspeiseleistung an den aktuellen Strombedarf der Verbraucher anpassen können. Mit dieser Primärregelkapazität beteiligt sich LEW an den Ausschreibungen am Regelleistungsmarkt der deutschen Übertragungsnetzbetreiber.

Regelenergie aus Wasserkraft
Grundsätzlich ist jedes Laufwasserkraftwerk technisch dazu in der Lage, Schwankungen im Stromangebot des Netzes auszugleichen. Durch Anpassung des Turbinendurchflusses lässt sich die Stromerzeugung jederzeit kurzfristig verringern oder erhöhen. Aufgrund dieser Flexibilität leisten die von LEW betriebenen Wasserkraftwerke seit Jahren einen wichtigen Beitrag für die Sicherheit der Stromversorgung: im Bereich der Sekundärregelung und der Tertiärregelung (Minutenreserve). Bei der Sekundärregelung wird die Kraftwerksleistung innerhalb von fünf Minuten so angepasst, dass dieses je nach Zustand des Netzes mehr oder weniger Strom einspeist. Bei der Tertiärregelung stehen dafür sogar fünfzehn Minuten Zeit zur Verfügung. Leistungsanbieter im Bereich der Primärregelung dagegen müssen auf Netzschwankungen innerhalb von 30 Sekunden reagieren und das variabel in sehr kurzen Zeitabständen. Wollte man dies ausschliesslich mit den technischen Möglichkeiten eines Wasserkraftwerks erreichen, müsste die Steuerung des Kraftwerks seine Leistung immer wieder und schnell anpassen. Entsprechend hoch wäre der Verschleiss der Mechanik an den Turbinen.

Hybridsystem im Wasserkraftwerk Rain am Lech
Genau hier setzt LEW mit der neuen Lösung an: Dank des von LEW entwickelten Hybridkonzepts kann das Wasserkraftwerk in Rain am Lech nun auch Primärregelleistung liefern, ohne die nachhaltige Funktionsfähigkeit des Kraftwerks zu gefährden. Die an das Kraftwerk gekoppelte Lithium-Ionen-Batterie mit einer Kapazität von mehr als 1600 Kilowattstunden wird mit dem Strom aus den Wasserkraftturbinen gespeist. So ist gewährleistet, dass das Hybridkraftwerk auf die regelmässig auftretenden Abweichungen zum Sollwert der Netzfrequenz von 50 Hertz jederzeit regieren kann. Meldet nun der am Stromnetz vor Ort installierte Frequenzmesser eine Abweichung von diesem Sollwert, startet die Primärregelung und die Leistung aus dem Hybridkraftwerk wird proportional zur Netzfrequenz aktiviert. Wird mehr Strom benötigt, wird Energie aus der Batterie eingespeist. Muss das Netz augenblicklich entlastet werden, nimmt die Batterie Strom auf. Nur wenn die Batteriekapazität und -leistung nicht ausreichen, um die aus dem Hybridkraftwerk vermarkteten Leistungen abzudecken, erfolgt zusätzlich eine Leistungsanpassung der Wasserkraftturbinen.

Anbindung weiterer Stromerzeugungsanlagen
Die Kopplung von Batteriespeicher und Laufwasserkraftwerk in Rain am Lech ermöglicht aktuell eine Primärregelleistung von maximal drei Megawatt. Die LEW-Systeme zur Steuerung und Vermarktung der Primärregelleistung sind bereits darauf ausgelegt, weitere Erzeugungsanlagen in der Region integrieren zu können. Die Anbindung der LEW-Wasserkraftwerke in Ellgau, Oberpeiching und Feldheim an den vorhandenen Batteriespeicher in Rain am Lech ist bereits in Vorbereitung. Mit Anschluss jedes weiteren Wasserkraftwerks kann LEW die am Ausschreibungsmarkt angebotene Primärregelleistung um ein weiteres MW erhöhen. Zusätzlich bietet LEW auch externen Kunden die Möglichkeit, geeignete Stromerzeugungsanlagen in das LEW-Hybridsystem zu integrieren. Kommunen und Unternehmen könnten dadurch beispielsweise mit einem Heizkraftwerk, einem Blockheizkraftwerk oder einer Biogasanlage am Markt für Primärregelleistung teilnehmen und entsprechende Zusatzerlöse erzielen.

Text: ee-news.ch, Quelle: Lechwerke

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