Solar-Tankstellen zuhause können den Netzausbau überflüssig machen

Viel Geld für teuren Netzausbau wegen zu vieler Elektrofahrzeuge? Ganz im Gegenteil: Solar-Tankstellen zuhause ermöglichen emissionsfreie Fahrt und vermeiden teuren Netzausbau. Das belegt jetzt eine Studie des Instituts elenia der Technischen Universität Braunschweig, die der Bundesverband Solarwirtschaft veröffentlicht hat. Die Studie untersucht das Potential von Photovoltaik-Anlagen, Speichern und Ladepunkten für E-Fahrzeuge für die Energiewende. Das Ergebnis ist beeindruckend.

Wenn die Menschen von der Arbeit nach Hause kommen und alle gleichzeitig ihr Elektroauto an die heimische Steckdose hängen, gehen die Lichter aus. Vor diesem Szenario warnen Skeptiker gerne mal, wenn es um den schnellen Ausbau der Elektromobilität und den dafür vermeintlich nötigen, teuren Ausbau der Versorgungsnetze geht. Jetzt aber zeigt eine Untersuchung, dass diese Ängste überflüssig sind. Tatsächlich ist der Ausbau der Elektromobilität ein wichtiges Instrument, um Netzengpässe und Netzausfälle zu verhindern.

Die Studie kommt zu folgenden Erkenntnissen:

• Private Photovoltaikanlagen (PV) können in Kombination mit Solarstromspeichern im Rahmen der aktuellen Rechtslage die Kapazitäten der Niederspannungsnetze um etwa ein Drittel erweitern.
• Durch den Einsatz von Solarstromanlagen mit Batteriespeichern können die heutigen Stromverteilnetze in Ortsteilen mit privater Ein- und Zweifamilienhausbebauung mehr als jeden zweiten angeschlossenen Haushalt mit einer eigenen 11 kW-Ladestation für Elektroautos versorgen (bis zu 60 Prozent).
• 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.

Teurer Netzausbau kann vermieden werden

4 Fragen an Prof. Dr.-Ing. Bernd Engel, Leiter des Instituts für Hochspannungstechnik und Elektrische Energieanlagen (elenia) an der TU Braunschweig und Mitautor der Studie.

Prof. Dr.-Ing. Bernd Engel, Leiter des Instituts für Hochspannungstechnik und Elektrische Energieanlagen (elenia) an der TU Braunschweig

Was ist die größte technische Herausforderung, wenn viele Elektroautos gleichzeitig in einem Wohnviertel laden?

Bernd Engel: Durch viele gleichzeitige Ladevorgänge werden die Ströme in den Kabeln und Transformatoren zu groß. Diese Netzbetriebsmittel überhitzen und müssen abgeschaltet werden. Unsere Netzsimulationen zeigen, dass die Spannung an der Steckdose bei den von der Trafostation weit entfernten Häusern durch die Belastung aus dem sogenannten vorgeschriebenen Spannungsband nach unten fällt (an Haushaltssteckdose 230 Volt minus 10 Prozent,
d. h. 207). Diesen Effekt können Solarspeicher vor allem mit Einspeisung von Blindleistung reduzieren, weil die darin enthaltenden Batterie-Wechselrichter – zum Beispiel Sunny Boy Storage oder Sunny Island von SMA – mit ihrem kapazitiven Verhalten die Spannung erhöhen können.

Könnte eine Komplett-Abdeckung von Haushalten mit Ladepunkten erreicht werden, ohne die Netze auszubauen?

Bernd Engel: Technisch wäre dies 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.

Welche Hindernisse beim Ausbau der PV-Speichersysteme gibt es derzeit noch?

Bernd Engel: 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.

Was ist von Seiten der Politik jetzt gefordert?

Bernd Engel: Die Politik ist gefragt, die Regulierung dezentraler Stromspeicher zu vereinfachen, um ihrer hohen energiewirtschaftlichen Bedeutung gerecht zu werden. Rückenwind dafür gibt es nun von der Europäischen Union. Diese hat 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.

Bernd, vielen Dank für das Interview.

Elektrofahrzeuge als alternative Speicher

Das Elektroauto spielt künftig eine wichtige Rolle in der digitalen Energiewelt. Als flexibler Energiespeicher hat es großes Potenzial, die E-Mobilität in Kombination mit der Energiewende voranzutreiben und durch regenerative Erzeugung bedingte Spitzenlasten abzufedern. Insbesondere wird der Ladevorgang eines Elektroautos so koordiniert, dass der Strom im Haus überwiegend von der Solarstromanlage auf dem Dach oder aus der Batterie kommt. Das schafft Mehrwert für die Nutzer, erhöht den Eigenverbrauch und senkt sowohl die Stromkosten als auch die Netzauslastung.

Flexibles Energiemangement für die Vernetzung der Sektoren

Das intelligente Energiemanagement von SMA auf Basis der Energiemanagement-Plattform ennexOS und dem SMA Data Manager S mit EEBUS-Spezifikation ermöglicht effiziente Ladevorgänge für E-Fahrzeuge. Darüber hinaus vernetzt der SMA Data Manager S zukünftig die Sektoren Strom inklusive selbst erzeugtem PV-Strom, Wärme, Elektromobilität und Speicher im häuslichen Energiemanagement. Auf diese Weise können Verbraucher Energie optimal nutzen und Kosten sparen.

Fazit

Die Photovoltaik leistet einen wichtigen Beitrag zur Netzintegration der Elektromobilität und hilft, den langfristig nötigen, teuren Netzausbau zu vermindern.