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Prof. Dr. Eberhard Waffenschmidt

Prof. Dr. Eberhard Waffenschmidt

Informations-, Medien- und Elektrotechnik
Institut für Elektrische Energietechnik (IET)

Ein Speicher für das ganze Quartier

Quartierspeicher (Bild: Waffenschmidt (TH-Koeln))

Gemeinschaftlich genutzte Energiespeicher – auch Quartiersspeicher genannt – könnten künftig eine wichtige Rolle bei der Energiewende spielen. Wie groß die Vorteile eines solchen Systems sind, wurde jetzt in einem von der RheinEnergieStiftung finanzierten Projekt am Cologne Institute for Renewable Energy (CIRE) untersucht.

Solarstromanlagen auf Häuserdächern sind in vielen Siedlungen zu einem gewohnten Anblick geworden – der Anteil der Photovoltaik an der Stromerzeugung steigt seit Jahren kontinuierlich. Möchten Haushalte beim Stromverbrauch aber weitgehend autark sein, müssen sie neben der Photovoltaik-Anlage einen Speicher installieren, um etwa auch nachts Strom zur Verfügung zu haben. „Uns hat interessiert, ob und in welchem Umfang es Vorteile bringt, wenn die überschüssige Energie der PV-Anlagen nicht in jedem Haus, sondern in einem gemeinsamen Quartiersspeicher gesammelt wird“, erläutert Prof. Dr. Eberhard Waffenschmidt.

Als Referenzmodell verwendete das Team das Konzept eines Immobilienentwicklers für eine dörfliche Siedlung mit 25 Haushalten von Familien, Singles und Rentnern und verglich zwei Szenarien: Entweder fließt die überschüssige Energie der auf jedem Haus installierten Photovoltaikanlage in einen eigenen Speicher oder in den gemeinsam genutzten Quartiersspeicher.

„Hat jedes Haus einen eigenen Speicher, muss deren addierte Kapazität doppelt so hoch sein wie die eines gemeinschaftlichen Quartiersspeichers, damit beide Konzepte den gleichen Grad an Autarkie bereitstellen. Denn durch das unterschiedliche Nutzungsverhalten der verschiedenen Parteien ergänzen sich Lastspitzen und Lasttäler – also die Zeiten mit besonders starkem Stromverbrauch bei den einen und geringem bei anderen“, so die wissenschaftliche Mitarbeiterin Kira Meisenzahl.

Ein weiterer Vorteil: Es werden deutlich weniger Wechselrichter benötigt, die die Gleichspannung aus den Solarmodulen in die Wechselspannung umwandeln, die im Stromnetz herrscht. „Da der Umfang der benötigten technischen Anlagen reduziert wird, sinken die Strombereitstellungskosten maßgeblich und das ganze System ist ressourcenschonender“, sagt Meisenzahl.

Rechtliche Hürden bei der Umsetzung

Warum sind solche Systeme dann noch nicht weiter verbreitet? Aktuell verhindern juristische Hürden dies, sowie eine Besonderheit des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG): Solange Besitzerinnen und Besitzer einer PV-Anlage den erzeugten Strom selbst nutzen, zahlen sie bei einer für Eigenheime typischen PV-Anlagengröße keine EG-Umlage, die sonst alle Endverbraucher zur Förderung von Ökostrom entrichten müssen.

„Um einen Quartiersspeicher zu betreiben, müssten alle Beteiligten eine Gesellschaft gründen, die als dritte Person ins Spiel kommt. Der zentral gespeicherte Strom gehört demnach dieser Gesellschaft. Wenn die Haushalte Strom in den Speicher geben und später wieder abrufen, gelten sie nicht mehr als Eigenverbraucher und eine EEG-Umlage wird fällig. Damit kann eine Rentabilität fraglich werden. Dies ist nur eine von vielen offenen Fragestellungen“, so Waffenschmidt. Des Weiteren sei etwa zu klären, auf welche Weise Haushalte, die mehr einspeisen als entnehmen, vergütet werden und welche Messtechnik zum Einsatz kommt.

Um die bestehenden Regeln zu vereinfachen, könnte etwa die Erneuerbare-Energien-Richtlinie (RED II) der Europäischen Union in Deutschland angewendet werden. „Den jeweiligen Quartieren bliebe es demnach selbst überlassen, wie sie ihre Energieversorgung organisieren. Energiegemeinschaften wären Haushalten und Unternehmen gleichgestellt. Viele Fallstricke könnten damit entfallen“, so Waffenschmidt.

April 2021

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