Virtuelles Kraftwerk

Was ist ein virtuelles Kraftwerk?

Ein virtuelles Kraftwerk ist ein Verbund aus vielen und zumeist kleinen Anlagen, die sich verschiedener Energiequellen bedienen können. Anders als die Bezeichnung „virtuell“ vermuten lässt, handelt es sich hierbei um real existierende Anlagen, die ebenso wie konventionelle Werke Strom produzieren. Das Kraftwerk verteilt sich demnach auf verschiedene Standorte und bildet ein Netz, das mehrere dezentral produzierende Energieerzeuger miteinander verbindet. Daher sind auch die Begriffe Schwarmkraftwerk, DEA-Cluster sowie Kombi- und Hybridkraftwerk üblich.

Trotz verschiedener Standorte und Energieerzeugungsart sind die Anlagen technisch miteinander verbunden. Ein virtuelles Kraftwerk kann beispielsweise die Photovoltaikanlagen mehrerer Haushalte mit Wasserkraftwerken und gegebenenfalls Speichern für elektrische Energie zusammenschließen. Eine zentrale Leitstelle übernimmt die Steuerung sämtlicher Energieerzeuger.

Der produzierte Strom wird zentral eingespeist und verteilt. Die Zentrale stimmt die Anlagen auf Angebot und Nachfrage ab. Um sämtliche Erzeuger an einer Schaltstelle zu steuern, bedarf es einer geeigneten Informationstechnik, die unter anderem die Energieproduktion prognostiziert, den Ertrag überwacht und an alle Anlagen bedarfsorientierte Leistungsanforderungen stellt.

Daneben stellt ein virtuelles Kraftwerk auch ein Geschäftsmodell dar. Damit die vielen dezentralen Anlagen besser ins Versorgungsnetz integriert sind, das Netz auch bei Produktionsschwankungen die Versorgung sicherstellt und beim Verkauf an der Strombörse rentabel agiert, übernimmt es auch energiewirtschaftliche Aufgaben.

Wie funktioniert ein virtuelles Kraftwerk?

Mehrere Stromerzeugungsanlagen sind zu einem virtuellen Kraftwerk zusammengeschlossen. Die Anlagen nutzen in der Regel verschiedene Energiequellen; es kann sich um die Solaranlage auf dem Dach eines Privathauses, kommunale Windparks oder eine Biogasanlage handeln. Gerade Erzeugern erneuerbarer Energie kommt dieses Konzept zugute. Schließlich hängt deren Ertrag stark von schwer prognostizierbaren Faktoren wie der Wetterlage ab. Während Solarzellen nur bei ausreichender Sonneneinstrahlung hohe Energiemengen erzeugen, ist eine Windkraftanlage hingegen bei windreichem Schlechtwetter am produktivsten. Je nach Wetterlage erzeugen diese Anlagen einen Überschuss oder nur eine geringe Energiemenge.

Eine schwankende Stromeinspeisung kann jedoch keine zuverlässige öffentliche Versorgung sicherstellen. Zudem ist es notwendig, Frequenz und Spannung im Stromnetz stabil zu halten. Auch der Verkauf an der Strombörse ist erst ab einer Mindestmenge möglich. Daher ist es nur im Verbund möglich, Versorgungslücken zu schließen, Leistungsspitzen sinnvoll zu nutzen und eine Balance zwischen Einspeisung und Verbrauch zu schaffen.

Das virtuelle Kraftwerk steuert den Einsatz aller teilnehmenden Anlagen über eine Netzleitwarte. Produzieren die Solaranlagen zu wenig Strom, kann beispielsweise eine besser planbare Biogasanlage oder eine Zwischenspeicheranlage einspringen. Auf diese Weise deckt das Netz trotz des Ausfalls einiger Anlagen den Strombedarf und gewährleistet einen wirtschaftlichen Betrieb.

Monitoring, Planung und Steuerung – so lauten die Leitdevisen eines virtuellen Kraftwerkes. Um Einspeisung und Energiebedarf aufeinander abzustimmen, das Stromnetz gut auszulasten und den Einsatz in Echtzeit zu koordinieren, überwacht eine zentrale Leitstelle permanent die Energieerzeugung sämtlicher Anlage. Sie kennt die aktuell produzierte Strommenge, weiß, welche Anlagen einsatzfähig sind und prognostiziert anhand der Wetterdaten die Leistung von Wind- und Solaranlagen. Anbieter virtueller Kraftwerke entwickeln daher stetig die dafür notwendige Infrastruktur und Leittechnik weiter. Sie optimieren die Datenübertragung, die in vielen Fällen internet- und softwarebasiert erfolgt. Stromnetz- und Kommunikationstechnik sind daher eng miteinander verknüpft.

Direktvermarktung: Geschäftsmodelle für mehr Wirtschaftlichkeit

Eine weitere wichtige Aufgabe eines virtuellen Kraftwerkes besteht in der Vermarktung des erzeugten Stroms. In der Regel übernehmen Anbieter die Vermarktung, handeln den Strom an der Energiebörse und speisen den Strom ins Netz ein. Dies macht auch kleine dezentrale und auf erneuerbaren Energien basierende Anlagen wettbewerbsfähig. Denn Betreiber dieser Anlagen sind verpflichtet, nicht selbst verbrauchten Strom ab einer Leistung von 500 Kilowatt und bei neueren Anlagen bereits ab 100 Kilowatt direkt zu vermarkten, um förderungsfähig zu bleiben. In der Regel erfolgt dies über das Marktprämienmodell an der Strombörse.

Übernimmt der Anbieter des virtuellen Kraftwerks diese Aufgabe, kann er die Erzeuger derart koordinieren, dass der eingespeiste Strom der vorher verkauften Energiemenge entspricht. Dank der besseren Planung im Verbund erweisen sich die dezentralen Anlagen als wirtschaftlicher.

Direktvermarkter und Anbieter virtueller Kraftwerke in Deutschland

In Deutschland gibt es eine große Anzahl an Anbietern virtueller Kraftwerke, die fremde EEG-Anlagen zusammenschließen und für diese die Direktvermarktung übernehmen. Zu den deutschen Anbietern gehören zum Beispiel die Kombikraftwerke der Unternehmen Next Kraftwerk, Statkraft und Energy2Market. Next Kraftwerk beispielsweise steuert mehr als 5.000 Betreiber, andere Anbieter weitaus weniger. Mit der voranschreitenden Energiewende wächst auch der Markt an Anbietern, sodass sich der Vergleich ihrer Leistungen lohnt. In der Regel bieten sie Betreibern einer Anlage einen Fixpreis in Euro pro MWh an.