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Der Gasturbine Dampf gemacht

Geschäftsmodell für Großspeicher

10. März 2020, 10:53 Uhr | Von Dipl.-Ing. Hans Urban, Business Development bei Smart Power

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Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Schnelle Reaktion dank Speicher

Die Lösung dafür bietet der Speicher als optimale Ergänzung im Rahmen des Hybridkraftwerks. Für den Speicher ist es vollkommen unerheblich, wie oft er unterschiedlichen Regelleistungsvorgaben folgen muss. Er ist also der Partner für die schnelle Reaktion des Hybridkraftwerkes. Die Gasturbine dient hingegen als stille Reserve und wird nur dann angesteuert, wenn entweder die abgerufene Leistung oder auch deren Gradient von Anfang an einen gewissen Schwellwert überschreitet, also die Netzfrequenz vom Sollwert um einen entsprechenden Betrag abweicht, oder wenn die Einsatzzeit des Regeleingriffes länger ist.

Unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Parameter (Speicherdimensionierung, Startkosten der Turbine, Lebensdauer der Turbine, Brennstoffkosten usw.) wird der Regelalgorithmus für das Hybridkraftwerk optimiert; wenn sich einzelne Parameter im Laufe der Zeit ändern, kann die Betriebsweise jederzeit neu angepasst werden.

Simulation – der Schlüssel zur optimalen Dimensionierung

An sich ist so ein Hybridkraftwerk ein Abbild jeder funktionierenden technischen oder auch wirtschaftlichen Einheit, denn es ist ein typisches Beispiel für Arbeitsteilung. Ein Partner ist für die schnelle Reaktionszeit zuständig, der andere für die längerfristige „Nachlieferung“ der fehlenden Energie im Netz; jeder kann so seine Stärken optimal ausspielen.

Aber wie erreicht man nun das Optimum, um mit begrenzter Investition in einen immer noch vergleichsweise teuren Energiespeicher das Beste aus dem Kombikraftwerk herauszuholen? Der zuständige Projektleiter bei AÜW, Thorsten Häusler, holte sich hier bereits 2016 Hilfe bei Smart Power, einem Startup, das 2014 aus einer Abteilung des oberbayrischen Solarprojektierers MaxSolar ausgegründet worden war und sich auf Planung und Bau von Großspeichern spezialisiert hatte.

Bei Smart Power hatte man schon sehr früh erkannt, dass die Simulation des Speicherbetriebs anhand des konkreten Einsatzfalles den Schlüssel zur wirtschaftlichen Optimierung von Speicherprojekten darstellt. Für diese Simulation hatte man bereits damals sehr leistungsfähige Software entworfen, um den Speicher nicht nur technisch passend zu dimensionieren, sondern auch die Wirtschaftlichkeit des Speicherbetriebes für jeden Einsatzfall bereits vorab genau prognostizieren zu können.

Diese Entwicklungen wurden und werden in einigen Forschungsprojekten gemeinsam mit der TU München weiter vertieft und detailliert. »Das A und O für den wirtschaftlichen Speichereinsatz«, so Uli Bürger, technischer Leiter und Prokurist bei Smart Power, »ist immer die Kombination möglichst vieler Erlöskanäle«. So war dieses Kombikraftwerk bei AÜW natürlich auch für Smart Power ein ideales Projekt, um die Wirtschaftlichkeitsprognosen in der Realität zu validieren.

Als Ergebnis der Simulation entstand mit 16 MW Leistung bei 10 MWh Energieinhalt eine eher unübliche Speicherdimensionierung. Während übliche Großspeicher meist nahe einer sogenannten C-Rate von 1 arbeiten (also in minimal ca. 1 Stunde ge- oder entladen werden können), wurde hier eine C-Rate von annähernd 2 realisiert. Möglich wurde dies durch spezielle hochperformante Li-NMC-Zellen des Herstellers Samsung SDI. Die Zellen sind dabei in insgesamt 1344 aktiv gekühlten Batteriemodulen untergebracht. Jeder der vier 44-Tonnen-Container ist einzeln klimatisiert und beinhaltet neben den Batterie-Racks auch die zugehörigen Wechselrichtereinheiten. Über insgesamt acht Mittelspannungstrafos ist die Anlage ans Netz der AÜW angeschlossen.

Die spezielle Dimensionierung mit 2C wurde exakt für das geplante Betriebskonzept zugeschnitten, denn für die Vermarktung wird nie die Batterie alleine angemeldet, sondern immer die sinnvollste Kombination aus Batteriespeicher und Gasturbine. So sind 3,7 MWh der Batteriekapazität für SRL vorgesehen; möglich wird damit für das Hybridkraftwerk eine Präqualifikation von 11,5 MW. Für PRL werden 5 MWh der Speicherkapazität reserviert, das Hybridkraftwerk kann damit 6,3 MW PRL zur Präqualifikation anmelden.

Selbstverständlich steht es dem Betreiber auch frei, den Speicher in gewissen Zeiten des Jahres nicht zur Vermarktung anzumelden und für Dienstleistungen im eigenen Netz zu nutzen, was die Gesamtwirtschaftlichkeit noch einmal ganz beträchtlich erhöhen kann. AÜW-Geschäftsführer Michael Lucke: »Wir glauben, dass wir mit solchen Projekten für die Zukunft optimal aufgestellt sind und zugleich die Versorgungssicherheit für unsere fast 90.000 privaten und gewerblichen Stromkunden optimal sicherstellen können.«