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Förderung von PV-Anlagen mit integrierten Stromspeichern gehört ins EEG 1 Diskussionsbeitrag des Solarenergie- Fördervereins Deutschland e.V. (SFV) Dipl.-Ing.

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1 Förderung von PV-Anlagen mit integrierten Stromspeichern gehört ins EEG 1 Diskussionsbeitrag des Solarenergie- Fördervereins Deutschland e.V. (SFV) Dipl.-Ing. Wolf von Fabeck (Geschäftsführer SFV) Unter Mitwirkung der Professoren. Eberhard Waffenschmidt (Elektrische Netze, FH Köln) Ingo Stadler (Erneuerbare Energie u.Energiewirtschaft, FH Köln) Volker Quaschning (Regenerative Energiesysteme, HTW Berlin), sowie der Herren Michael Brodt u. Herrn Klaus Köln (UfE GmbH) und vieler ehrenamtlicher Mitstreiter

2 4, ,00 0,76 0,74 0,23 0,39 GW / a ,4 7,5 bisher 2 Nach BMU Leitstudie 2010 Tabelle 2, Seite 13 Auswertung und Grafik durch SFV Weiterer jährlicher PV-Zubau nach Planung der Bundesregierung

3 Nach BMU Leitstudie 2010 Tabelle 2, Seite 13 Auswertung und Grafik durch SFV 4,24 3,00 0,76 0,74 0,23 0,39 GW / a Weiterer jährlicher PV-Zubau nach Planung der Bundesregierung 7,4 7,5 bisher 3

4 4 Lastkurve Uhrzeit Leistung 40 GW Solar 2011

5 5 Uhrzeit Leistung 10 GW Solar GW Lastkurve

6 6 Uhrzeit Leistung 10 GW 40 GW Solar 2011 Residuallast

7 7 Lastkurve Uhrzeit Leistung 10 GW 40 GW Solar 2011 Residuallast

8 8 Lastkurve Uhrzeit Leistung 10 GW 40 GW Solar 2011 Residuallast

9 9 Lastkurve Uhrzeit Leistung 10 GW 40 GW Konven- tionelle Leistung Solar 2011

10 10 Lastkurve Uhrzeit Leistung 10 GW 40 GW Konven- tionelle Leistung Solar 2011

11 11 Lastkurve Uhrzeit Leistung 10 GW 40 GW Konven- tionelle Leistung Solar 2011

12 12 Lastkurve Uhrzeit Leistung 10 GW 40 GW Konven- tionelle Leistung Solar 2011

13 13 Lastkurve Uhrzeit Leistung 10 GW 40 GW Konven- tionelle Leistung Solar 2011

14 14 Lastkurve Uhrzeit Leistung 10 GW 40 GW Vergangenheit: Solarenergie verringerte den Regelbedarf konventioneller Kraftwerke Konven- tionelle Leistung Solar 2011

15 Lastkurve Uhrzeit Leistung Viel Sonne 40 GW 48 GW 40 GW Residuallast ändert sich 15 Ändert sich kaum

16 16 PV- Wachstum (und Windwachstum) wird verhindert durch Grundlastkraftwerke

17 17 Leistung Ca. 50 GW Uhrzeit Was würde geschehen, wenn weitere ungepufferte PV-Anlagen hinzugebaut würden? Lastkurve

18 18 Leistung Ca. 50 GW Uhrzeit Was würde geschehen, wenn weitere ungepufferte PV-Anlagen hinzugebaut würden? Lastkurve

19 Leistung Grundlastkraftwerke Mittellastkraftwerke Spitzenlastkraftwerke Deckung der Residuallast *) Reihenfolge aus didaktischen Gründen vertauscht 19

20 Leistung Grundlastkraftwerke jeweils ca. 70 % ihrer Leistung ist nicht abregelbar Mittellastkraftwerke abregelbar Spitzenlastkraftwerke 20 Deckung der Residuallast

21 Leistung Nicht abregelbare Kraftwerksleistung Abregelbare Kraftwerksleistung Grundlastkraftwerke jeweils ca. 70 % ihrer Leistung ist nicht abregelbar Mittellastkraftwerke abregelbar Spitzenlastkraftwerke Deckung der Residuallast im Sommer *) *) Im Winter ist Zahl der Grundlastkraftwerke gleich. Aber erheblich mehr Mittel- und Spitzenlastkraftwerke sind im Einsatz. 21

22 Ca. 50 GW Leistung Uhrzeit Nicht abregelbare Kraftwerksleistung Abregelbare Kraftwerksleistung Ungepufferte PV-Leistung Was würde geschehen bei weiterem Ausbau von ungepufferten PV-Anlagen? 22 Lastkurve

23 Ca. 50 GW Uhrzeit Leistung Nicht abregelbare Kraftwerksleistung Abregelbare Kraftwerksleistung Ungepufferte PV-Leistung …abgeregelt Was würde geschehen bei weiterem Ausbau von ungepufferten PV-Anlagen? 23 Lastkurve

24 Ca. 50 GW Uhrzeit Leistung Nicht abregelbare Kraftwerksleistung Ungepufferte PV-Leistung Was würde geschehen bei weiterem Ausbau von ungepufferten PV-Anlagen? 24 Lastkurve

25 Ca. 50 GW Uhrzeit Leistung Nicht abregelbare Kraftwerksleistung Ungepufferte PV-Leistung Was würde geschehen bei weiterem Ausbau von ungepufferten PV-Anlagen? 25 PV wird abgeregelt Lastkurve

26 Ca. 50 GW Lastkurve Uhrzeit Leistung Nicht abregelbare Kraftwerksleistung Ungepufferte PV-Leistung Was würde geschehen bei weiterem Ausbau von ungepufferten PV-Anlagen? 26 PV wird abgeregelt

27 Ca. 50 GW Lastkurve Uhrzeit Leistung Nicht abregelbare Kraftwerksleistung Ungepufferte PV-Leistung Was würde geschehen bei weiterem Ausbau von ungepufferten PV-Anlagen? 27 PV wird abgeregelt

28 28 Lastkurve

29 29 Lastkurve

30 30 Lastkurve

31 31 Lastkurve

32 32 Lastkurve

33 33 Lastkurve

34 34 Ausschließlich für Grundlastkraftwerke Lastkurve

35 35 Zahl der Grundlastkraftwerke kontinuierlich vermindern

36 36 Lastkurve Grundlastkraftwerke zurückdrängen Maßnahme 1

37 37 Lastkurve Grundlastkraftwerke zurückdrängen Maßnahme 1

38 38 Lastkurve Grundlastkraftwerke zurückdrängen Maßnahme 1

39 39 Lastkurve Grundlastkraftwerke zurückdrängen Maßnahme 1

40 40 Grundlastkraftwerke Braunkohle oder Atom Hohe Investitionskosten - Brennstoff billig CO2-Ausstoß sehr hoch Schwer regelbar

41 41 Grundlastkraftwerke Braunkohle oder Atom Hohe Investitionskosten - Brennstoff billig CO2-Ausstoß sehr hoch Schwer regelbar Blockheizkraftwerke -> Strom und Wärme gleichzeitig Erdgas – später EE-Methan (Brückentechnik im guten Sinn) CO2-Ausstoß geringer Leicht regelbar

42 42 PV-Anlagen übernehmen neue Aufgaben: 1. Nachtversorgung

43 43 Ausschließlich für Grundlastkraftwerke Lastkurve Mögliche Spielräume nutzen

44 1. Grundlastkraftwerke reduzieren 2. Spielräume nutzen

45 45 SFV - Vorschlag: Solareinspeisungsspitzen kappen, zwischenspeichern abends und nachts einspeisen.

46 46 Nur mit dem Bau von Pufferspeichern ist die zukünftige Abregelung der PV zu vermeiden. Aber: Stromwirtschaft baut keine Speicher. Der SFV schlägt vor: PV-Betreiber installieren die fehlenden Speicher selbst

47 47 Warum Integration in die PV-Anlage? Zahl der Pufferspeicher wächst dann im gleichen Tempo wie der Ausbau von PV-Anlagen

48 48 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

49 49 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 Speicher benötigen Gleichstrom. PV-Anlage liefert Gleichstrom

50 50 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 Speicher benötigen Gleichstrom. PV-Anlage liefert Gleichstrom Kurze Leitungswege für Stromspitzen zwischen volatiler Quelle und Pufferspeicher

51 51 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 Speicher benötigen Gleichstrom. PV-Anlage liefert Gleichstrom Kurze Leitungswege für Stromspitzen zwischen volatiler Quelle und Pufferspeicher Autonome Regelmechanismen

52 52 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 Speicher benötigen Gleichstrom. PV-Anlage liefert Gleichstrom Kurze Leitungswege für Stromspitzen zwischen volatiler Quelle und Pufferspeicher Autonome Regelmechanismen Modell auch für den Sonnengürtel der Erde

53 53 Herleitung von Einspeiseobergrenze und Speicherkapazität

54 Peak Leistung Peakleistung 1,0 Uhrzeit

55 Peak Leistung Peakleistung 1,0 0,3 Uhrzeit

56 Peak Leistung Peakleistung 1,0 0,3 Uhrzeit

57 Einspeiseobergrenze = 0,3 Peak Peak Leistung Peakleistung 1,0 0,3 Uhrzeit

58 Einspeiseobergrenze = 0,3 Peak Peak 3 kWh/kW p Leistung Peakleistung 1,0 0,3 Uhrzeit

59 Direkteinspeisung Einspeisung aus Speicher Uhrzeit An sonnigen Tagen… Einspeisung = 0,3 peak Leistung in kW / kW p 59

60 60 Lastkurve Stand heute Uhrzeit Leistung Darstellung bei Voller Solareinstrahlung Zubau 1 Konventionelle Leistung

61 61 Lastkurve Stand heute Zubau 1 Zubau 2 Uhrzeit Leistung Bei voller Solareinstrahlung Konventionelle Leistung

62 Solar- leistung heute Zubau ohne Pufferspeicher Uhrzeit Lastkurve Leistung Solar- leistung heute Zubau mit Pufferspeicher Vergleich der Einspeiseleistungskurven bei Vervierfachung des PV-Zubaus ohne oder mit Pufferspeicher Entscheidend ist die Solarleistungskurve bei voller Sonneneinstrahlung. Bei Zubau mit Pufferspeichern ist ihr Abstand zur Lastkurve fast konstant. 62

63 Direkteinspeisung Einspeisung aus Speicher Uhrzeit Viel Sonne… Einspeisung = 0,3 peak Sonne etwas über 0,3 peak Sonne unter 0,3 peak Leistung in kW / kW p 0,3 63

64 Uhrzeit Lastkurve Leistung Lastkurve Bisherige Solarleistung Zubau mit Pufferspeicher Mit Pufferspeicher Viel SonneWenig Sonne Bisher

65 65 Technische Umsetzung Einspeiseobergrenzregler Pufferbatterie Netzstabilisierungsregler

66 MPP-Regler zieht jederzeit maximale Leistung Wechsel- richter Ein- speise- Zähler Öffentliches Netz Solargenerator 66

67 MPP-Regler zieht jederzeit maximale Leistung Wechsel- richter Batterie Batterie- Ladegerät Einspeise- Obergrenz- Regler Überschuss Batterie- management Ein- speise- Zähler Öffentliches Netz Solargenerator 0,3 Peak 67

68 MPP-Regler zieht jederzeit maximale Leistung Wechsel- richter Batterie Batterie- Ladegerät Einspeise- Obergrenz- Regler Überschuss Batterie- management Ein- speise- Zähler Öffentliches Netz Solargenerator Haushalt Stromverbraucher Verbrauchs Zähler 0,3 Peak 68

69 69 PV-Anlagen übernehmen neue Aufgaben: 2. Netzstabilisierung

70 MPP-Regler zieht jederzeit maximale Leistung Wechsel- richter Batterie Batterie- Ladegerät Einspeise- Obergrenz- Regler Überschuss Batterie- management Ein- speise- Zähler Öffentliches Netz Solargenerator Netzstabili- sierungs- Regler Haushalt Stromverbraucher Verbrauchs Zähler + / - Kor- rektursignal 0,3 Peak 70

71 Zur energieintensiven Industrie Solarstrom 71 Die solare Energie wird nicht nur um die Mittagszeit, sondern ganztägig geliefert und gelangt bis in das Hochspannungsnetz K-Strom Niederspannungsnetz Mittelspannungsnetz Hochspannungsnetz Zu den EE-Methan und EE-Methanol- Produktionsanlagen

72 Lastkurve Stand 2011 Uhrzeit Leistung Solar- leistung Solar-Überschuss rund um die Uhr für EE-Methan und EE-Methanol Zubau mit Pufferspeicher

73 73 Alternativen ? Eigenverbrauch Demand Side Management Gaskraftwerke

74 74 Möglichkeiten der Abhilfe? - Eigenverbrauch? - Demand Side Management? - Bau von rasch regelbaren Gaskraftwerken (GuD)?

75 Lastkurve Konventionelle Leistung PV ohne Puffer- speicher Uhr Leistung Minder- entnahme aus dem Netz Minder- einspeisung ins Netz Eigenverbrauchs-Optimierung 75

76 Lastkurve Uhr Konventionelle Leistung Weniger Verbrauch Mehr Verbrauch PV ohne Puffer- speicher Leistung Demand Side Management 76

77 77 Ablaufplan für die Energiewende Ziel: Bildung einer strategischen Reserve aus EE

78 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 Strategische Reserve: EE-Methan und EE-Methanol

79 …erzeugen aus CO 2 und H 2 O … 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 …

80 Pufferspeicher für PV-Anlagen Pufferspeicher für Windparks …erzeugen aus CO 2 und H 2 O … EE-Methanol EE-Methan. PV-Überschüsse auch nachts verfügbar Wind-Überschüsse werden geglättet 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 Grundlastkraft- werke stilllegen Überschüsse werden nicht mehr abgeregelt Vergleichmäßigte Überschüsse aus Sonne und Wind …

81 Markteinführung von PV-Anlagen mit integrierten Stromspeichern im EEG 81 Kompatibilität ungepufferter PV mit dem derzeitigen Kraftwerkspark zukünftig nicht mehr gegeben SFV-Vorschlag: PV-Betreiber sollen notwendige Pufferspeicher selbst installieren Einspeiseobergrenze und Speicherkapazität Technische Umsetzung: Speicherung, Netzstabilisierung Gesetzliche Bestimmungen zur Ergänzung des EEG Alternative – Eigenverbrauch? Alternative - Demand Side Management? Ablaufplan bis zum Endziel Strategische Reserve für Wochen ohne Wind und Sonne beginnt mit PV-Pufferung

82 82 Gesetzliche Bestimmungen Zur Ergänzung des EEG (SFV-Vorschlag) §§

83 83 1. Reduzierung der Einspeiseleistung auf 30 Prozent der Peakleistung befreit von der Verpflichtung zur Teilnahme am Einspeisemanagement Absatz 1 Solarstromanlagen, deren Einspeisewirkleistung am Verknüpfungspunkt mit dem aufnahmepflichtigen Netz durch eine technische Einrichtung auf 30 Prozent der Peakleistung reduziert ist, werden von der Verpflichtung zur Teilnahme am Einspeisemanagement (nach §§ 6 und 11 EEG 2012) befreit. Absatz 2 Die verpflichtende Reduzierung der Einspeiseleistung auf 0,3 der Peakleistung gilt für den gesamten aus diesen Anlagen in das Versorgungsnetz eingespeisten Strom einschließlich zwischengespeicherten Solarstroms. Absatz 3 Zusätzlich zum Zweck der Netzstabilisierung eingespeister Strom unterliegt nicht der Reduzierung nach den Abs.1 u. 2 §§

84 84 2. Speicherbereitstellungsvergütung §§ Absatz 1 Für die Integration eines Pufferspeichers in eine auf 0,3 der Peakleistung leistungsreduzierte PV-Anlage wird eine jährliche Speicherbereitstellungsvergü- tung durch den regelverantwortlichen Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB) gezahlt. Absatz 2 Die Laufzeit der Speicherbereitstellungsvergütung beträgt 20 volle Kalenderjahre gerechnet vom Zeitpunkt der Speicherinstallation an. Zusätzlich wird vor Beginn des ersten vollen Kalenderjahres für jeden vollen Monat nach dem 28.Februar je ein Zehntel der in Absatz 3 genannten Speicherbereitstellungsvergütung gezahlt. Absatz 3 Die Speicherbereitstellungsvergütung beträgt jährlich 80 Euro für eine Speicherkapazität von 1 kWh. Eine nachträgliche Erweiterung des Speichers in Schritten von 1 kWh ist zulässig und wird ebenfalls nach Absatz 2 berechnet. Der Anlagenbetreiber darf maximal 3 kWh Speicherkapazität pro installierter kWp- Peakleistung geltend machen. Absatz 4 Der Anlagenbetreiber muss dazu einmalig in jedem Sommerhalbjahr die Leistung seines Batteriesatzes messtechnisch nachweisen. (Dazu reicht ein im im verplombten Teil der Leitung zwischen Einspeisezähler und Hausanschlusskasten angebrachter Maximum-Stromzähler, der nur die nächtlichen Ströme vom Zähler in den Hausanschlusskasten erfasst und der am 28. Februar automatisch auf Null zurückgesetzt wird.

85 85 3. Stabilisierungsbonus bei aktiver Teilnahme an der Netzstabilisierung Absatz 1 Die Integration einer Einrichtung zur autonomen Stabilisierung der lokalen Netzspannung sowie zur autonomen Beteiligung an der Frequenzstabilisierung in eine batteriegepufferte PV-Anlage wird mit einem jährlichen Stabilisierungsbonus von 10 Euro pro kWp installierter PV-Leistung durch den aufnahmepflichtigen Verteilnetzbetreiber vergütet. Absatz 2 Die Laufzeit des Stabilisierungsbonus beträgt 20 volle Kalenderjahre gerechnet vom Zeitpunkt der Installation der Stabilisierungseinrichtung an. Zusätzlich wird vor Beginn des ersten vollen Kalenderjahres für jeden vollen Monat nach dem 28.Februar je ein Zehntel des in Absatz 1 genannten Stabilisierungsbonus gezahlt. §§

86 86 4. Freiwilliger Speichereinsatz vor dem Verpflichtungstermin wird belohnt (Sprinterbonus) Absatz 1 Die Speicherbereitstellungsvergütung wird auch für PV- Anlagen mit einem Inbetriebnahmedatum vor dem gewährt, wenn die Reduzierung der Einspeiseleistung auf 0,3 der Peakleistung und der Einsatz der Speicherbatterie vor diesem Datum vorgenommen wurde. Die jährliche Speicher- bereitstellungsvergütung erhöht sich dann um 50 Cent/kWp für jeden vollen Monat vorgezogenen Speichereinsatz. Absatz 2 Der Stabilisierungsbonus wird auch für PV-Anlagen mit einem Inbetriebnahmedatum vor dem gewährt, wenn eine Speicherbatterie sowie eine Einrichtung zur autonomen Stabilisierung der lokalen Netzspannung sowie zur autonomen Beteiligung an der Frequenzstabilisierung installiert wurden. §§

87 87 5. Degression der Speicherbereitstellungsvergütung Für jedes volle Kalenderjahr, welches das Inbetriebnahme- datum später als der liegt, vermindert sich die jährliche Speicherbereitstellungsvergütung technologieabhängig für die gesamte Vergütungsdauer um 5 bis 15 Prozent. §§

88 88 6. Eigenverbrauch oder Eigenvermarktung Eigenverbrauch des Solarstroms ist zulässig, wird aber nicht zusätzlich vergütet §§

89 § 9 (1) EEG: Netzbetreiber sind auf Verlangen der Einspeisewilligen verpflichtet, unverzüglich ihre Netze entspechend dem Stand der Technik zu optimieren, zu verstärken und auszubauen oder Stromspeicher zu integrieren, um die Abnahme, Übertragung und Verteilung des Stroms aus Erneuerbaren Energien oder Grubengas sicherzustellen. Ferner § 3 Nr. 7 EEG: "Netz" (ist) die Gesamtheit der miteinander verbundenen technischen Einrichtungen zur Abnahme, Übertragung, Verteilung und Speicherung von Elektrizität für die allgemeine Versorgung. 7. Integration von Pufferspeichern in PV-Anlagen befreit Netzbetreiber nicht von ihrer Verantwortung für eigene Stromspeicherung §§ 89 Nachträgliche Einfügung in rot.

90 90 Diskussionsbeitrag - wird laufend aktualisiert Jeweils aktuellste Fassung:


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