Forscher und Ingenieure haben Ende August im Allgäu simuliert, was bei einem Netzausfall passiert. Sie konnten zeigen, dass eine vom übergeordneten Netz abgetrennte Region als selbsterhaltendes Mikronetz weiterhin versorgt wird. Die Voraussetzung: Es sind ausreichend dezentrale Generatoren im Versorgungsgebiet installiert, um die Versorgung autark aufrecht zu erhalten.
Tragweite nicht unterschätzen
Die technische und politische Tragweite des Versuchs ist kaum abzuschätzen. Denn im Forschungsprojekts Iren 2 demonstrierten die Projektpartner unter Federführung der Allgäu Netz GmbH in Wildpoldsried erfolgreich den ersten Inselnetzbetrieb nur mithilfe erneuerbarer Energieerzeugung. Aus den dabei gewonnenen Erkenntnissen ergeben sich Informationen von überregionaler Bedeutung.
Denn erstmals funktionierte ein solches Inselnetz außerhalb des Labors – in größerem Maßstab und unter realen Bedingungen. Denn die Stromkunden blieben angeschlossen und wurden – ohne Unterbrechung – versorgt.
Partner waren Siemens, Allgäuer Überlandwerk, Allgäu Netz, ID Kom, die RWTH Aachen und die Hochschule Kempten. Im Projekt wurde ein Teil des Niederspannungsnetzes erfolgreich vom öffentlichen Stromnetz abgetrennt und bewusst stromlos gelegt. Das passiert bei einer Störung oder noch schlimmer: bei einem Black-out.
Schwarzstart des Inselnetzes getestet
In dem Versuch wurde der sogenannte Schwarzstart dieses Inselnetzes getestet. Das bedeutet, dass dieses abgekoppelte Stromnetz mit eigenen Generatoren in den Regelbetrieb übergehen kann und sich selbstständig stabilisiert. Unterbrechungsfrei ließ sich dieses Inselnetz mittels der integrierten dezentralen Erzeugungs- und Speicheranlagen wieder hochfahren und stabilisieren. Je nach Sonnenschein musste die eingesetzte Lithium-Ionen-Batterie entweder überschüssigen Strom zwischenspeichern oder bei Bedarf abgeben. Sie hatte eine Maximalleistung von 300 Kilowatt und eine Kapazität von 138 Kilowattstunden.
Diese Abkoppelung hatte keinerlei Auswirkung auf die Anschlüsse der im Versuch angeschlossenen Haushalte. Gemeinsam konnten die Konsortialpartner zeigen, dass sich die Stromversorgung von Wildpoldsried als Inselnetz, also getrennt vom großen Netz, betreiben lässt. Sollte es im Hauptnetz zu einer Störung kommen, kann man Teilnetze davon abkoppeln und als autarkes Inselnetz weiter mit Strom versorgen. „Das Ergebnis ist ein wichtiger Meilenstein“, kommentiert Michael Lucke, Geschäftsführer vom Allgäuer Überlandwerk. „Es zeigt uns, dass Mikronetze künftig helfen werden, eine stabile und sichere Stromversorgung zu ermöglichen. Sie sind ein Baustein für das Gelingen der Energiewende in Deutschland, aber auch in der ganzen Welt.“
Dezentrale Netze sind stabiler
Bei einem weiteren Anstieg erneuerbarer Energien aus Photovoltaik- oder Biogasanlagen können lokale Inselnetze künftig einen wichtigen Beitrag zur Versorgungssicherheit leisten. Bei Störungen, etwa durch Unwetter, können sie stabilisierend einspringen.
Derartige Tests seien für ihn Motor für die weitere Teilnahme an solchen Forschungsprojekten, betont Lucke. Er hatte sich selbst vor Ort begeben, um dem Versuch gemeinsam mit Partnern und Lokalpolitikern beizuwohnen. Auch zahlreiche betroffene Anwohner interessierten sich dafür.
Bis 2025 sollen bundesweit mindestens 40 bis 45 Prozent des Bruttostromverbrauchs aus erneuerbaren Stromquellen gedeckt werden. Zudem werden 2022 die großen Atomkraftwerke abgeschaltet. Dies bedeutet, dass sich der Energiefluss verändern wird und die Energieerzeugung zunehmend aus vielen kleineren, dezentralen Stromerzeugungsanlagen besteht.
Die Konsortialpartner des Projektes Iren 2 sind sich einig, dass auch die Stromnetze künftig zellularer werden, untereinander verstärkt miteinander kommunizieren und zeitweise unabhängig voneinander funktionieren müssen. Je nach Netzbelastung und auch Erfordernis werden die Netze reagieren.
Hoher Überschuss an Energie
Mit Solar- und Windkraft, Biogas und Biomasse erzeugt Wildpoldsried bereits heute sieben Mal so viel Energie, wie der Ort selbst verbraucht. Mit dieser Voraussetzung bietet die Allgäuer Gemeinde ideale Bedingungen, um neuartige Netzstrukturen und ihre Betriebsführung wirtschaftlich und technisch zu untersuchen.
Grundlage für den Versuch bilden die installierte Smart-Grid-Infrastruktur und die Ergebnisse und Erfahrungen aus dem Projekt Irene (Integration regenerativer Energien und Elektromobilität), das Ende 2013 nach dreijähriger Laufzeit abgeschlossen wurde.
Aufbauend auf der damals geschaffenen Infrastruktur und den gewonnenen Erkenntnissen läuft seit 2014 das Folgeprojekt Iren 2. Das Projekt wird vom Bund gefördert und hat eine Laufzeit von drei Jahren. Die wichtigsten Forschungsfragen sollen im Rahmen der Projektlaufzeit geklärt werden: Kann auch bei hoher Durchdringung mit erneuerbaren Energien ein Inselnetz ohne Verbindung mit einem übergeordneten Versorgungsnetz laufen? Können solche Netzteile als „topologisches Kraftwerk“ auch Aufgaben übernehmen, um konventionelle Kraftwerke zu ersetzen?
Praxistest in vier Schritten
Der Nachweis der Inselnetzfähigkeit des Niederspannungsnetzes erfolgte in vier Schritten: Zunächst wurde bewusst ein Stromausfall initiiert. Die Stromversorgung in diesem Netzabschnitt, an dem 32 Anschlüsse in mehreren Straßenzügen, einschließlich einer Schule, eines Kindergartens, eines Gewerbegebäudes sowie mehrerer Privathaushalte, beteiligt waren, wurde dann lokal als Inselnetz wiederhergestellt, abgekoppelt vom öffentlichen Stromnetz nur mithilfe einer intelligenten Steuerung der lokalen Komponenten wie Batteriespeicher und Photovoltaikanlagen.
Danach wurde das Inselnetz wieder unterbrechungsfrei mit dem öffentlichen Netz synchronisiert. Die Konsortialpartner demonstrieren, wie sich per Knopfdruck der betroffene Abschnitt des Netzes auf Inselbetrieb und wieder zurück schalten lässt, ohne die Stromversorgung zu unterbrechen.
Vattenfall
Solarangebote für private und Gewerbekunden
Der Energiekonzern Vattenfall bietet seinen Kunden jetzt die Möglichkeit, mit einer Solaranlage eigenen Ökostrom zu produzieren.
Zwei Modelle stehen zur Auswahl: Das Produkt Sonnendach zur Pacht ist für alle Interessenten geeignet, die ohne größere Eigeninvestition unabhängiger vom Stromnetz werden und ihren Ökostrom selbst erzeugen möchten. Planung und Installation sowie Versicherung, Wartung oder gegebenenfalls Reparatur während der Pachtlaufzeit übernimmt Vattenfall.
Noch mehr Unabhängigkeit bietet das Produkt Sonnendach zum Kauf. Der Kunde erwirbt nach der Installation die Anlage ohne Vertragsbindung.
Für beide Varianten bietet Vattenfall auf Wunsch einen Energiespeicher an. Die Installation der Solarmodule erfolgt durch zertifizierte Handwerksbetriebe aus der betreffenden Region.
Gespannt verfolgen die Techniker in der Leitwarte, wie sich die Trennung vom Netz und der Schwarzstart der Versorgungsinsel auswirken.
Der Test war erfolgreich: Erneuerbare Energien erhöhen die Versorgungssicherheit der Menschen bei Netzausfall.
Die Leitwarte für den Systemtest war im linken Container untergebracht. Rechts sieht man den Stromspeicher, gleichfalls eine Komplettstation.
Der Gewerbespeicher wurde von der Firma Ads-Tec angeliefert. Hält er ausreichend Kapazitäten vor, lässt sich der Inselbetrieb mehrere Stunden aufrechterhalten.
