Kabelpooling hat in Polen Potenzial und könnte eine Lösung für unsere EE-Probleme sein.
Mit der Anzahl der in Polen errichteten Anlagen für erneuerbare Energien liegt das Land an der Spitze in Europa. Jede in diesen Anlagen eingesetzte Technologie erfordert einen Anschluss, über den der erzeugte Strom direkt in das Verteilungs- oder Übertragungsnetz eingespeist wird. Mit der dynamischen Entwicklung der erneuerbaren Energiequellen wächst also der Bedarf an neuen Anschlüssen. Sowohl Photovoltaik- als auch Windkraftanlagen sind jedoch nicht ständig in Betrieb. Kann ein und derselbe Anschluss also optimaler genutzt werden, um die Investitions- und Betriebskosten zu senken?
Wind- und Sonnenenergie sind instabile Quellen, die von den Wetterbedingungen abhängig sind. Sie sind daher nicht in der Lage, kontinuierlich und über einen langen Zeitraum hinweg Strom zu erzeugen. Die Verbindung nutzt daher im Laufe des Jahres nicht 100 % ihres Potenzials. Die Kapazität ist also nicht voll ausgelastet.
In der Praxis hat sich bereits gezeigt, dass die Elektrizitätsinfrastruktur nicht mit dem Entwicklungstempo der „grünen“ Energie Schritt hält, was den Anschluss neuer EE-Quellen zunehmend verhindert. Die Netzkapazität verlangsamt daher die Energiewende, und die Modernisierung und der Ausbau der Infrastruktur sind kostspielig und zeitaufwändig.
Was sind die Vorteile von Kabelpooling?
Die Lösung für dieses Problem könnte vorerst im Kabelpooling liegen. Dabei handelt es sich um die gemeinsame Nutzung eines bestehenden Anschlusses, wodurch dieser effizienter genutzt werden kann. Dies ist möglich und in der Praxis auch vertretbar, da sich PV-Anlagen und Anlagen zur Nutzung der Windenergie in Bezug auf die Erzeugung im Tages- und Jahreszyklus ergänzen. Im Herbst und Winter sowie in der Nacht wird mehr Energie aus Wind erzeugt. Im Sommer und tagsüber, wenn die Sonne viel scheint, wird dagegen mehr Energie durch Photovoltaik erzeugt, während der Wind weniger weht.
Wenn wir also einen Windpark und einen Fotovoltaikpark über eine einzige Verbindung an das Stromnetz anschließen, teilen wir die Verbindung und nutzen ihre Kapazität effizienter. Wenn wir uns also Übertragungskapazitäten gesichert haben, z. B. für einen bereits errichteten Photovoltaikpark, bietet uns das Kabelpooling die Möglichkeit, am selben Standort eine Windkraftanlage zu betreiben.
Wie koordiniert man Wind und Sonne?
Bei einem Kabelpooling-System muss das gleichzeitige Auftreten von Zyklen mit viel Wind und Sonnenschein berücksichtigt werden. Die kumulierte Erzeugung kann irgendwann die maximale Anschlusskapazität übersteigen. Die gemeinsame Nutzung eines einzigen Anschlusses für Wind- und PV-Anlagen erfordert daher die Koordinierung von Energienachfrage und -angebot unter Berücksichtigung von Wettervorhersagen und Stromerzeugungsprognosen. Durch die Anpassung an die Wetterbedingungen wird der Betrieb des gesamten Systems dann auf die Kapazität des Anschlusses begrenzt, wobei ein Teil der Anlage oder die gesamte Erzeugungsquelle vorübergehend abgeschaltet wird. Intelligente Software in Kombination mit Kontroll- und Messgeräten und Reglern hilft, die Stromerzeugung auf diese Weise zu steuern.
Für eine möglichst effiziente Nutzung des vollen Potenzials dieses Hybridsystems ist es wichtig, ein angemessenes Verhältnis von installierter Windpark- und Photovoltaikleistung zusammenzustellen. Berechnungen zeigen, dass bei einem Kabelpooling-System 50 bis 100 % der Leistung des Windparks zusätzlich zum Windpark in Form eines Photovoltaikparks installiert werden können. Es ist auch möglich, eine Anlage mit Kabelpooling wie folgt zu konfigurieren: Windpark + Windpark oder PV-Park + PV-Park. Aufgrund der atmosphärischen Bedingungen und des Potenzials der Erzeugungseinheiten führt jedoch eine Mischung aus Wind- und Solarstromquellen zu den besten Ergebnissen. Dadurch kann die Kapazität eines bestimmten Anschlusses um bis zu 40 % erhöht werden.
Krzysztof Jamróz, stellvertretender Vorstandsvorsitzender der ZPUE und kaufmännischer Direktor, sieht die Perspektiven für die Nutzung des Kabelpoolings wie folgt:
Meiner Meinung nach könnten mit denselben Anschlüssen, die wir heute haben, dreimal so viele EE-Anlagen gebaut werden, ohne in das Netz zu investieren. Nur durch Energiespeicherung und Automatisierung kann die Erzeugung auf das Netz begrenzt werden.
Die Rolle der Energiespeicherung in hybriden EE-Anlagen
Die gemeinsame Nutzung einer Verbindung zwischen einem Windpark und einer PV-Anlage ist sinnvoll, da die beiden Quellen unterschiedliche Erzeugungsprofile haben. Das Gleiche gilt für die Konfiguration zweier PV-Anlagen mit einem Energiespeicher, der nur die Energie der in dieser Hybridanlage enthaltenen Erzeugungsanlagen speichert. Die naheliegende Ergänzung zu einer Kabelpooling-Lösung sollte also die Energiespeicherung sein.
Die Bündelung von PV und Speicherung ist ausbaufähig und ermöglicht ein effizienteres Management von Energie, die aus technischen oder wirtschaftlichen Gründen nicht zu einem bestimmten Zeitpunkt in das Verteilungs- oder Übertragungsnetz eingespeist werden kann.
Kabelpooling kann dem polnischen Stromnetz helfen
Besonders wichtig ist, dass die gemeinsame Nutzung von Netzanschlüssen durch Windkraft- und Fotovoltaikanlagen ein Rezept gegen die Grenzen des polnischen Stromnetzes sein kann. Sowohl die Vertreter der EE-Branche als auch die Energieversorgungsunternehmen zeigen Interesse an dieser Lösung.
Auch die Niederländer stehen vor ähnlichen Problemen, und auch sie setzen große Hoffnungen auf das Kabelpooling. In der Zwischenzeit sollte man darauf hinweisen, dass das Potenzial des polnischen Marktes in diesem Bereich viel größer ist.
Die Möglichkeiten für die Entwicklung der erneuerbaren Energien sind vor allem durch den Mangel an verfügbaren Anschlusskapazitäten begrenzt und können es auch in den kommenden Jahren sein. Aus diesem Grund hat es das Ministerium für Klima und Umwelt für notwendig erachtet, nach Lösungen zu suchen, die die heutigen technischen und infrastrukturellen Bedingungen optimal nutzen. Die Arbeiten an einer diesbezüglichen gesetzlichen Regelung sind im Gange.