Zusammenwirken von Photovoltaik, Windkraft und Stromspeichern 1 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. (SFV) Dipl.-Ing. Wolf von Fabeck (Geschäftsführer SFV) Mitwirkung der Professoren. Eberhard Waffenschmidt (Elektrische Netze, FH Köln) Ingo Stadler (Erneuerbare Energie u. Energiewirtschaft, FH Köln) Volker Quaschning (Regenerative Energiesysteme, HTW Berlin), sowie Herrn Michael Brod und Herrn Klaus Köln (UfE GmbH)
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Zusammenwirken von Photovoltaik, Windkraft und Stromspeichern
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Zusammenwirken von Photovoltaik,
Windkraft und Stromspeichern
1
Solarenergie-Förderverein
Deutschland e.V. (SFV)
Dipl.-Ing. Wolf von Fabeck
(Geschäftsführer SFV)
Mitwirkung der Professoren.
Eberhard Waffenschmidt
(Elektrische Netze, FH Köln)
Ingo Stadler (Erneuerbare
Energie u. Energiewirtschaft, FH
Köln)
Volker Quaschning
(Regenerative Energiesysteme,
HTW Berlin),
sowie Herrn Michael Brod
und Herrn Klaus Köln
(UfE GmbH)
<nicht n
Ziel:
EE-Strom für
Wochen ohne
Wind und
Sonne
Unser Ziel:
100 Prozent Erneuerbare Energien
(nicht nur Strom, sondern auch
Treibstoffe und Heizstoffe)
Auch bei mehreren Wochen ohne Wind und Sonne
Dezentrale
BHKW-
Anlagen
KWK u. GuD-
Kraftwerke
Ziel:
EE-Strom für
Wochen ohne
Wind und
Sonne
EE-Methan im
Gasnetz
Strategische Reserve:
EE-Methan
(Power to Gas)
100 Prozent Erneuerbare Energien
Auch bei vier Wochen ohne Wind und Sonne
Dezentrale
BHKW-
Anlagen
KWK u. GuD-
Kraftwerke
Ziel:
EE-Strom für
Wochen ohne
Wind und
Sonne
EE-Methan im
Gasnetz
Gasanschluss
Dezentrale
BHKW-
Anlagen
KWK u. GuD-
Kraftwerke
Ziel:
EE-Strom für
Wochen ohne
Wind und
Sonne
EE-Methan im
Gasnetz
EE-Methanol in
Tanks beim
Verbraucher Bei fehlendem Gasanschluss:
Strategische Reserve:
EE-Methanol
(Power to Liquid)
CH4O
…erzeugen aus
CO2 und H2O …
EE-Methanol
EE-Methan . Dezentrale
KWK-
Anlagen
KWK u. GuD-
Kraftwerke
Ziel:
EE-Strom für
Wochen ohne
Wind und
Sonne
EE-Methan im
Gasnetz
EE-Methanol in
Tanks beim
Verbraucher
Vergleichmäßigte
Überschüsse aus
Sonne und Wind …
…erzeugen aus
CO2 und H2O …
EE-Methanol
EE-Methan . Dezentrale
KWK-
Anlagen
KWK u. GuD-
Kraftwerke
Ziel:
EE-Strom für
Wochen ohne
Wind und
Sonne
Start
EE-Methan im
Gasnetz
EE-Methanol in
Tanks beim
Verbraucher
Vergleichmäßigte
Überschüsse aus
Sonne und Wind …
?
?
? Die drei vorausgehenden Stufen werden im folgenden erläutert
12
Lastkurve
Uhrzeit
Leistung
40 GW
13
Lastkurve
Uhrzeit
Leistung
10 GW
40 GW
Solar
2011
Solar
2011
14
Lastkurve
Uhrzeit
Leistung
10 GW
40 GW
Solar
2011
Solar
2011
15
Lastkurve
Uhrzeit
Leistung
10 GW
40 GW
Solar
2011
Solar
2011
Residual-
last z.B. um 12:00 Uhr
16
Lastkurve
Uhrzeit
Leistung
10 GW
40 GW
Solar
2011
Solar
2011
Residual-
last z.B. um 15:00 Uhr
17
Lastkurve
Uhrzeit
Leistung
10 GW
40 GW
Solar
2011
Solar
2011
Residual-
last z.B. um 18:00 Uhr
18
Lastkurve
Uhrzeit
Leistung
10 GW
40 GW
Solar
2011
Solar
2011
Residual-
last z.B. um 21:00 Uhr
19
Lastkurve
Uhrzeit
Leistung
10 GW
40 GW
Solar
2011
Solar
2011
Residual-
last z.B. um 24:00 Uhr
20
Lastkurve
Uhrzeit
Leistung
10 GW
40 GW
Solar
2011
Solar
2011
Residual-
last z.B. um 03:00 Uhr
21
Lastkurve
Uhrzeit
Leistung
10 GW
40 GW
Solar
2011
Solar
2011
Residual-
last z.B. um 09:00 Uhr
22
Lastkurve
Uhrzeit
Leistung
10 GW
40 GW
Solar
2011
Solar
2011
Residual-
last z.B. um 13:30 Uhr
23
Lastkurve
Uhrzeit
Leistung
10 GW
40 GW
Solar
2011
Solar
2011
Residual-
last z.B. um 18:00 Uhr
24
Lastkurve
Uhrzeit
Leistung
10 GW
40 GW
Solar
2011
Solar
2011
Residual-
last z.B. um 12:00 Uhr
Residual-
last z.B. um 03:00 Uhr
Residual-
last z.B. um 18:00 Uhr
25
Lastkurve
Uhrzeit
Leistung
10 GW
40 GW
Solar
2011
Solar
2011
Residual-
last ungefähr gleich
Geringe
Anforderungen an
Regelbarkeit der
konventionellen
Kraftwerke
26
Leis
tung
Ca. 50 GW
Uhrzeit
Was würde
geschehen, wenn
weitere ungepufferte
PV-Anlagen
hinzugebaut würden?
Lastkurve
Solar
2011
27
Leis
tung
Ca. 50 GW
Uhrzeit
Lastkurve
Was würde
geschehen, wenn
weitere ungepufferte
PV-Anlagen
hinzugebaut würden?
28
Leis
tung
Ca. 50 GW
Uhrzeit
Lastkurve
Ungepufferte
PV-Leistung
29
Leis
tung
Ca. 50 GW
Uhrzeit
Lastkurve
Ungepufferte
PV-Leistung
Ca. 50 GW
Leis
tung
Uhrzeit
Abregelbare
Kraftwerksleistung
Ungepufferte
PV-Leistung
Eigenschaften der Residuallast-Kraftwerke
30
Lastkurve
Ca. 50 GW
Leis
tung
Uhrzeit
Nicht abregelbare
Kraftwerksleistung
(„Mindestleistung“)
Abregelbare *)
Kraftwerksleistung
Ungepufferte
PV-Leistung
Eigenschaften der Residuallast-Kraftwerke
31
Lastkurve
*) Aus didaktischen Gründen
umgekehrte Reihenfolge
Ca. 50 GW
Uhrzeit
Leis
tung
Nicht abregelbare
Kraftwerksleistung
Ungepufferte
PV-Leistung
…abgeregelt
32
Lastkurve
Ca. 50 GW
Uhrzeit
Leis
tung
Nicht abregelbare
Kraftwerksleistung
Ungepufferte
PV-Leistung
Was würde geschehen bei weiterem Ausbau von ungepufferten PV-Anlagen?
33
Lastkurve
Ca. 50 GW
Uhrzeit
Leis
tung
Nicht abregelbare
Kraftwerksleistung
Ungepufferte
PV-Leistung
Was würde geschehen bei weiterem Ausbau von ungepufferten PV-Anlagen?
34
PV wird
abgeregelt
Lastkurve
Ca. 50 GW Lastkurve
Uhrzeit
Leis
tung
Nicht abregelbare
Kraftwerksleistung
Ungepufferte
PV-Leistung
Was würde geschehen bei weiterem Ausbau von ungepufferten PV-Anlagen?
35
PV wird
abgeregelt
Ca. 50 GW Lastkurve
Uhrzeit
Leis
tung
Nicht abregelbare
Kraftwerksleistung
Ungepufferte
PV-Leistung
Was würde geschehen bei weiterem Ausbau von ungepufferten PV-Anlagen?
36
PV wird
abgeregelt
37
Lastkurve
38
Lastkurve
39
Lastkurve
40
Lastkurve
41
Lastkurve
42
Lastkurve
43
Vorbehalten ausschließlich für
nicht abregelbare Kraftwerke
Lastkurve
44
Es sind Grundlastkraftwerke, die
sich nicht völlig abregeln lassen
Lastkurve
45
Lastkurve
Für Solar- und Windenergie
sowie Gaskraftwerke gesperrt
Warum Gaskraftwerke unwirtschaftlich werden
46
Jahres
Lastkurve
vereinfacht
Leistung
40 GW
80 GW
Winter Sommer Herbst Frühjahr
47
Leistung
40 GW
80 GW
Winter Sommer Herbst Frühjahr
Grundlast
Jahres
Lastkurve
vereinfacht
48
Leistung
40 GW
80 GW
Mittellast
Winter Sommer Herbst Frühjahr
Grundlast
Jahres
Lastkurve
vereinfacht
49
Leistung
40 GW
80 GW
Grundlast
Mittellast
Spitzenlast
Winter Sommer Herbst Frühjahr
50
Leistung
40 GW
80 GW
Grundlast
Mittellast
Spitzenlast
Winter Sommer Herbst Frühjahr
Nicht
abregelba-
rer Teil der
Grundlast
51
Zahl der nicht
abregelbaren
Kraftwerke
vermindern
1. Forderung
52
Quelle:
53
GasTurbinen Kraftwerk
Gas- und Dampfturbinen-
Kraftwerk
Quelle:
54
Lastkurve
Maßnahme 1
Grenze zum verbotenen
Bereich
55
Lastkurve
Maßnahme 1
Grundlastkraftwerke zurückdrängen
Ihre Mindestleistung vermindern
Laständerungsgradient erhöhen
56
Lastkurve
Maßnahme 1
Grundlastkraftwerke zurückdrängen
57
Lastkurve
Maßnahme 1
Grundlastkraftwerke zurückdrängen
58
Lastkurve
Maßnahme 1
Grundlastkraftwerke zurückdrängen
59
Aufgabe für PV-Anlagen:
Leistungsgradient vermindern
Erzeugungsspitze vermindern
Nachtversorgung übernehmen
60
Lastkurve
Mögliche Spielräume nutzen
Maßnahme 2
61
Lastkurve
Mögliche Spielräume nutzen
62
Lastkurve
Mögliche Spielräume nutzen
63
SFV - Vorschlag:
Solareinspeisungsspitzen kappen,
zwischenspeichern
abends und nachts einspeisen.
Pufferspeicher in Solaranlagen integrieren
64
Warum Integration in die PV-Anlage?
Zahl der Pufferspeicher wächst dann im gleichen
Tempo wie der Ausbau von PV-Anlagen
(Es entstehen keine weiteren störenden Solarleistungsspitzen)
65
Warum Integration in die PV-Anlage?
Zahl der Pufferspeicher wächst dann im gleichen
Tempo wie der Ausbau von PV-Anlagen
Motivation und Initiative für schnelle Umsetzung
liegt bei den PV-Betreibern
66 Es fehlt noch ein vorschriftsmäßiger Batterieschrank