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Vorhaben der TH Köln liefert Grundlagen für gemeinschaftliche Stromversorgung
Strom dort nutzen, wo er erzeugt wird: Im Rahmen eines Forschungsprojekts untersuchte ein interdisziplinäres Team unter der Leitung der TH Köln, wie Photovoltaikanlagen und ein zentraler Quartierspeicher in einem Neubaugebiet zusammenwirken können, um die Energiewende vor Ort voranzutreiben. Das Ergebnis: Der technische Betrieb des Speichers ist möglich, jedoch beeinträchtigen neue Gesetze die Wirtschaftlichkeit.
„Neben einzelnen Heimspeichern gewinnt die zentrale Energiespeicherung zunehmend an Bedeutung. Zum einen steigt dadurch der Anteil der selbst genutzten, lokal erzeugten Energie, zum anderen kann die insgesamt benötigte Speicherkapazität reduziert werden. Im Projekt haben wir die Grundlagen erarbeitet, wie ein gemeinschaftlich genutzter Quartierspeicher mit möglichst geringem technischem und administrativem Aufwand errichtet und betrieben werden kann“, erläutert Prof. Dr. Eberhard Waffenschmidt vom Institut für Elektrische Energietechnik der TH Köln.
Modell stand ein geplantes Wohngebiet im nordrhein-westfälischen Bergneustadt: auf den Dächern von 36 zu errichtenden Häusern sollen Photovoltaik-Anlagen einen wesentlichen Teil der Energieversorgung abdecken. Der erzeugte Strom kann vorrangig direkt verbraucht werden, um beispielsweise Wärmepumpen zu betreiben oder Elektroautos zu laden. Überschüssige Energie wird zunächst in einen Batteriespeicher geleitet, um sie bei Bedarf zu einem späteren Zeitpunkt zu nutzen. Darüber hinausgehende Strommengen werden in das öffentliche Netz eingespeist.
Technische und wirtschaftliche Potenziale
Die Untersuchung erfolgte anhand simulierter Analysen zu Energieerzeugung und -verbrauch in einem vergleichbaren Wohngebiet. Dabei wurden verschiedene Optionen zum Betrieb des Speichers hinsichtlich ihrer technischen Realisierbarkeit, wirtschaftlichen Effizienz und rechtlichen Rahmenbedingungen bewertet. „Gemeinschaftlich genutzte Anlagen weisen gegenüber Heimspeichern eine höhere Auslastung auf, wodurch sich deutliche Vorteile bezüglich Ressourcennutzung und Effizienz ergeben. Mithilfe eines integrierten Energiemanagements können steuerbare Verbraucher wie Ladestationen und Wärmepumpen zeitlich verschoben werden, um das Netz zu entlasten und Gebühren einzusparen“, erklärt Waffenschmidt. Zudem bieten alternative Betriebsstrategien zusätzliche wirtschaftliche Potenziale. „Dazu zählen etwa Lastspitzenkappung, also die gezielte Reduzierung hoher Verbräuche, um Netzentgelte zu senken, oder die Bereitstellung von Primärregelleistung, um die Frequenz zu stabilisieren“, so der Projektleiter.
Neben der technischen Analyse widmete sich das Vorhaben der Klärung der rechtlichen Rahmenbedingungen, die für den breiten Einsatz von Quartierspeichern erforderlich wären. So erarbeitete das Projetteam Vorschläge, wie bestehende regulatorische Vorgaben zu Messkonzepten, Abrechnungsverfahren und Netzentgelten vereinfacht werden können.
Rechtliche Hürden
Während der Projektlaufzeit wurden jedoch neue gesetzliche Vorgaben erlassen, wodurch sich zusätzliche rechtliche Hürden ergaben, wie der wissenschaftliche Mitarbeiter Jonas Quernheim ausführt. „Insbesondere die ursprünglich geplante Einstufung eines Quartierspeichers als sogenannte Kundenanlage wäre für das Projekt wirtschaftlich günstig gewesen. Durch neue gesetzliche Regelungen wird eine solche Konstellation jedoch nicht mehr als Kundenanlage, sondern als reguliertes Energieversorgungsnetz eingestuft, wodurch Abgaben und Entgelte in voller Höhe anfallen. Heimspeicher sind von dieser Regelung ausgenommen, da sie in der Regel im jeweiligen Gebäude installiert und nicht quartiersweit vernetzt sind. Sie stellen daher oft die wirtschaftlich attraktivere Alternative dar.“
Grundlagen für gemeinschaftliche Stromspeicher
Trotz der regulatorischen Hürden ist es gelungen, wesentliche Grundlagen für eine lokale Energieversorgung zu definieren. „Mit unseren Erkenntnissen haben wir Konzepte für zukünftige Vorhaben vorgelegt, die auf technischer Ebene funktionieren. Jetzt ist die Politik gefragt, um praktikable rechtliche Rahmenbedingungen zu schaffen. Die Energiewende wird nur gelingen, wenn die Menschen den regenerativ erzeugten Strom vor Ort einfacher speichern und nutzen können“, ist Waffenschmidt überzeugt. Die Projektergebnisse wurden als Handbuch aufbereitet, das technische, rechtliche und organisatorische Handlungsmöglichkeiten für künftige Quartierspeicherprojekte enthält.
Das Handbuch ist unter folgendem Link verfügbar:
https://100pro-erneuerbare.com/projekte/2023-12_Quartierspeicher_DBU/Quartierssp...
Über das Projekt
Das Projekt „Quartierspeicher für eine Klimaschutzsiedlung“ wurde von Prof. Dr. Eberhard Waffenschmidt vom Institut für Elektrische Energietechnik der TH Köln geleitet. Unterstützt wurde er vom wissenschaftlichen Mitarbeiter Jonas Quernheim. Projektpartner waren der Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. und die Kanzlei Gaßner, Groth, Siederer & Coll. Partnerschaft von Rechtsanwälten mbB, Rechtsanwalt Dr. Markus Behnisch. Als assoziierte Partner agierten die Eikamp GbR als Projektentwickler und Erschließungsträger sowie die Stadtwerke Solingen GmbH, die das Strom- und Wärmekonzept des Quartiers in der Praxis umsetzen wollen. Die Deutsche Bundesstiftung Umwelt förderte das Vorhaben über die zweijährige Laufzeit mit rund 120.000 Euro.
Die TH Köln zählt zu den innovativsten Hochschulen für Angewandte Wissenschaften. Sie bietet Studierenden sowie Wissenschaftler*innen aus dem In- und Ausland ein inspirierendes Lern-, Arbeits- und Forschungsumfeld in den Sozial-, Kultur-, Gesellschafts-, Ingenieur- und Naturwissenschaften. Zurzeit sind über 21.000 Studierende in mehr als 90 Bachelor- und Masterstudiengängen eingeschrieben. Die TH Köln gestaltet Soziale Innovation – mit diesem Anspruch begegnen wir den Herausforderungen der Gesellschaft. Unser interdisziplinäres Denken und Handeln, unsere regionalen, nationalen und internationalen Aktivitäten machen uns in vielen Bereichen zur geschätzten Kooperationspartnerin und Wegbereiterin.
Symbolbild eines Quartierspeichers: Gemeinschaftlich genutzte Anlagen weisen gegenüber Heimspeichern ...
Copyright: Prof. Dr. Eberhard Waffenschmidt/TH Köln
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Journalisten, Wirtschaftsvertreter, Wissenschaftler
Bauwesen / Architektur, Elektrotechnik, Energie, Umwelt / Ökologie
überregional
Forschungsergebnisse, Forschungsprojekte
Deutsch
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