Virtuelles Kraftwerk

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Ein virtuelles Kraftwerk ist eine Zusammenschaltung von kleinen, dezentralen Kraftwerken, wie zum Beispiel Windenergieanlagen, Blockheizkraftwerken, Fotovoltaikanlagen, Kleinwasserkraftwerken und Biogasanlagen zu einem Verbund, die gemeinsam von einer zentralen Warte gesteuert werden.

Mit einer stärkeren Verbreitung der Mikro-KWK zur Energieversorgung von Gebäuden wird das Konzept des virtuellen Kraftwerks immer naheliegender, indem durch koordiniertes Einspeiseverhalten zusätzliche gesamtwirtschaftliche Vorteile (z. B. Erzeugung von Spitzenlaststrom und Angebot von Regelenergie) erzielt werden. So kann ein Mini-BHKW den Strom vorwiegend zur Netzlastspitze produzieren und die zeitweilig überschüssige Wärme in einem Wärmespeicher puffern.

Etablierte Energieversorger sehen im virtuellen Kraftwerk noch keine ernst zu nehmende Alternative zur bestehenden Netzstruktur mit zentralen Großkraftwerken. Insbesondere die Kosten der Kommunikation und der Aufwand der zentralen Steuerung werden bisher noch nicht durch den Mehrwert des virtuellen Kraftwerks im Vergleich zur ungekoppelten Betriebsweise der dezentralen Einspeiseanlagen gerechtfertigt.

Inhaltsverzeichnis 1 Generatorverbund 2 Technische Grundlagen 3 Standardisierung 4 siehe auch 5 Pilotprojekte 6 Weblinks

[Bearbeiten] Generatorverbund

Werden Generatorverbünde und Lastverbünde zusammengeschaltet, kann eine intelligente Steuerung ("Leistungsbroker") zunächst versuchen, Leistungsspitzen möglichst auszugleichen, um nachfolgend den verbleibenden Leistungsrestbedarf kostengünstig aus dem Angebot der angeschlossenen Generatorverbünde zu decken.

Virtuelle Kraftwerke nutzen Synergieeffekte, die aus der Zusammenschaltung von Einzelkraftwerken entstehen. Zu diesen Effekten zählen z.B. die Lastverteilung, also die Deckung von Spitzenlasten, die ein einzelnes Kraftwerk überfordern würden, durch Zuschaltung weiterer Erzeuger. Ebenso zählt der Ausgleich von standort- oder wetterbedingten Nachteilen hierzu. Weil man Grundlastkraftwerke wie z.B. Kern- und Braunkohlekraftwerke aufgrund ihrer trägen Charakteristik und den damit verbundenen geringen Lastwechselgeschwindigkeiten bei Nacht nicht herunterfahren kann, ist die Zwischenspeicherung des Nachtstroms Stand der Technik.

Beispielsweise könnten ein Windpark, ein photovoltaisches Kraftwerk sowie ein Energiespeicher (z. B. Pumpspeicherkraftwerk) zu einem virtuellen Kraftwerk zusammengeschaltet werden: Weht kein Wind, kann das Solarkraftwerk einspringen. Scheint keine Sonne, kann das Windkraftwerk liefern. Scheint die Sonne, und es weht Wind, kann überschüssige Energie im Pumpspeicher aufbewahrt werden. Weht kein Wind und scheint keine Sonne, liefert das Pumpspeicherwerk die Energie zurück. Je mehr unterschiedliche Einzelkraftwerke und Kraftwerksarten kombiniert werden, desto höher ist der Synergieeffekt und damit die Gesamteffizienz des virtuellen Kraftwerkes.

[Bearbeiten] Technische Grundlagen

Die wesentliche Hürde vom Übergang vieler einzelner Kleinstaggregaten zum gemeinsam wirkenden Cluster eines virtuellen Kraftwerkes ist neben der Verfügbarkeit von wirtschaftlich zu betreibenden Energieanlagen im Kleinformat die Gestaltung der Kommunikation zwischen den Stromeinspeiseknoten und der Leitstelle. Daher sind u. a. folgende Teilgebiete von Interesse, an denen derzeit geforscht und entwickelt wird:

• Kommunikationsschicht (betriebskostenminimierende WAN-Techniken wie Powerline und (Funk-)Rundsteuerung usw.),
• Kommunikationsgrammatik (wie z. B. XML),
• Kommunikationssemantik (wie z. B. XML-Schema für aktuelle Bedarfsanforderungen),
• Nachrichtenstandardisierung (Leistungsanforderungen: Energiemenge, vermutliche Dauer, spätestmögliche Lieferung; Leistungsnachforderung: Energiemenge, vermutliche Dauer, höchstmögliche Ausfallzeit; Leistungsangebot: Energiemenge, vermutliche Dauer, geschätzte Kosten usw.)
• Kommunikationsprotokoll (vorzugsweise ein asynchrones, asymmetrisches, ereignisgesteuertes Protokoll wie JMS oder SOAP; siehe hierzu auch die aktuellen Entwicklungen im Bereich Enterprise Service Bus "ESB").

[Bearbeiten] Standardisierung

Das von der Europäischen Union geförderte Projekt DISPOWER entwickelt derzeit Standards für eine einheitliche, informations-technologische Basis. Mit diesen Standards wird sowohl die internetbasierte Steuerung eines virtuellen Kraftwerkes möglich, als auch der automatisierte Handel mit Strom über sogenannte "Power Broker".

[Bearbeiten] siehe auch

• Dezentrale Energieerzeugung
• Demand Side Management
• Netzparallelbetrieb

[Bearbeiten] Pilotprojekte

1. Virtual Fuel Cell Power Plant (Vaillant)
2. Energiepark KonWerl im Projekt KonWerl 2010
3. Forschungsprojekt virtuelles Kraftwerk der Harz Energie
4. Virtuelles Kraftwerk der Stadtwerke Unna + ew-Artikel
5. Virtuelles Regelenergiekraftwerk der Saar Energie + Vortrag
6. Virtuelles Kraftwerk mit Mikro-KWK in Bingen + Pressemeldung
7. Projekt VIRTPLANT der Badenova mit FhG-ISE + Projektdetails
8. Pilotstudie I²ERN - Die Innovative Intelligente Energiesystem Region Nürnberg + Projektinfo
9. Das virtuelle Kraftwerk Hessen-Mitte

[Bearbeiten] Weblinks

• DISPOWER Projekt
• Telepolis bei Heise.de: Das virtuelle Kraftwerk
• Vortrag vom Genossenschaftstag 2004 von GP energy: Virtuelle Kraftwerke
• Greenpeace-Studie zu einem virtuellen Kraftwerk (PDF; 2,5 MB) und Zusammenfassung
• SESAM: Selbstorganisation und Spontaneität in liberalisierten und harmonisierten Märkten
• Anforderungen an dezentrale Einspeiser bezüglich der Betriebsführung in Virtuellen Kraftwerken (2006)