Pilotprojekt zum Ausgleich von Lastspitzen am KIT

Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) läuft gegenwärtig ein Pilotprojekt, in dem eine gleichmäßige Stromversorgung durch Windstrom und Photovoltaik demonstriert werden soll. Die Stromerzeugung solcher Systeme erfolgt nicht zeitgleich mit den Bedarfsspitzen, weswegen eine Zwischenspeicherung des Stroms erforderlich ist. Dabei sind gegenwärtig noch mehrere Fragen offen, die in diesem Pilotprojekt beantwortet werden sollen.

Die Speicherkapazität

Unklar ist noch, wie groß die Speicher idealerweise sein sollten. Denkbar ist grundsätzlich eine weite Spanne von Speicherkapazitäten, die vom Speicher im Keller eines Einfamilienhauses bis zum Pumpspeicherkraftwerk reicht, das große Regionen versorgen kann. In Karlsruhe setzt man auf eine Zwischenlösung. Die eingesetzten Lithium-Ionen-Zellen liefern bis zu 50 Kilowatt, könnten also beispielsweise in Wohnanlagen eingesetzt werden. Vorrangiges Ziel ist dabei nicht eine vollständig autarke Versorgung, sondern das Abfangen kurzfristiger Leistungsspitzen. Wenn die an eine solchen Speicher angeschlossenen Verbraucher nachts oder im Winter eine externe Stromversorgung benötigen, ist das relativ unproblematisch, weil dieser Bedarf gut planbar ist. Deutlich kritischer sind kurzfristige Schwankungen im Tagesverlauf bei wechselhaftem Wetter. Diese beeinträchtigen die Netzstabilität und erfordern ein ständiges Herauf- und Herunterfahren von Kraftwerken. Könnten diese Spitzen mittels leistungsfähiger Speicher geglättet werden, wäre viel gewonnen.

Schnelle Ladezeiten sind erforderlich

Die Ladezeit für die Akkus ist ebenfalls ein kritischer Parameter. Je kürzer die Ladezeit ist, desto besser kann der Strom während kurzfristiger Leistungsspitzen gespeichert werden. Beim Pilotprojekt am KIT ist es gelungen, mittels einer leistungsfähigen Steuerelektronik die Zeit für das vollständige Be- oder Entladen der Speicher auf zwei Stunden zu drücken. Das erhöht die Flexibilität der Anlage erheblich. Auf diese Weise können auch höhere kurzfristige Lastspitzen aus dem Speicher abgedeckt werden. Dabei ist jedoch auch auf die Lebensdauer der Speicherzellen zu achten. Das Lade- und Entladeverhalten beeinflusst die Lebensdauer erheblich. Noch stehen die erforderlichen Langzeittests aus, um die Wirtschaftlichkeit der Speicher im Dauerbetrieb zu optimieren.

Ein Exportschlager?

Diese Technologie könnte für Staaten ohne flächendeckende stabile Stromversorgung noch interessanter sein als für europäische Industriestaaten. In vielen Ländern Südamerikas werden abgelegene Regionen noch immer über Dieselgeneratoren versorgt, die grundsätzlich durch speichergepufferte Photovoltaik Anlagen ersetzt werden könnten. Indien hat mit ähnlichen Schwierigkeiten zu kämpfen. Brasilien hat einen solchen Versuch bereits vor einigen Jahren unternommen, der sich allerdings als Fehlschlag erwies. Die nicht gewarteten Speicher fielen relativ schnell aus, das Image der Photovoltaik im Land nahm empfindlichen Schaden. Langlebige und wartungsarme Speicher könnten der Idee einer dezentralen Stromversorgung durch die Photovoltaik zu neuer Popularität verhelfen. Dies umso mehr, als es sich meist um Länder mit hoher Sonneneinstrahlung handelt.