de.wedoany.com-Bericht: Eine Studie der Lappeenranta-Lahti University of Technology (LUT University) in Finnland zeigt, dass es technisch und wirtschaftlich machbar ist, Rechenzentren mit intermittierenden erneuerbaren Energien wie Wind- und Solarenergie kontinuierlich mit Grundlaststrom zu versorgen, sofern geeignete Reserveenergie und Maßnahmen zur Lastflexibilisierung vorhanden sind.
Die Studie weist darauf hin, dass Rechenzentren aufgrund ihrer begrenzten Fähigkeit, sich an Schwankungen der Solarstromerzeugung anzupassen, mindestens die siebenfache Erzeugungskapazität des Grundlastbedarfs benötigen. Diese Überdimensionierung der Solar- oder Windenergieversorgung zur Sicherstellung einer kontinuierlichen Stromversorgung führt auch zu Abregelung überschüssigen Stroms in Spitzenlastzeiten. Darüber hinaus können selbst mit Überkapazitäten und Batteriespeichern allein Wind- und Solarenergie eine unterbrechungsfreie Stromversorgung von Rechenzentren nicht garantieren.
Altti Meriläinen, Nachwuchswissenschaftler an der LUT University, erklärte gegenüber dem „Photovoltaik-Magazin", dass der geografische Standort ein entscheidender Faktor dafür sei, ob ein Rechenzentrum mit 100 % Solarstrom plus Batteriespeicher wirtschaftlich betrieben werden könne. Unter Bezugnahme auf einen aktuellen Bericht der Internationalen Agentur für Erneuerbare Energien (IRENA) wies der Forscher darauf hin, dass die Stromgestehungskosten (LCOE) für eine Grundlastversorgung auf Basis von Photovoltaik und Batteriespeichersystemen (BESS) an vielen Standorten weltweit unter 100 Euro (115 US-Dollar) pro Megawattstunde liegen könnten. Die Forschung der LUT University konzentrierte sich auf das nordische Umfeld und versorgte zwei hypothetische Rechenzentrumsszenarien kontinuierlich mit 1 GW erneuerbarer Energie: ein Szenario mit vollständiger Grundlastversorgung (8760 Stunden/Jahr) und ein Szenario mit einer simulierten Volllaststundenzahl von mindestens 8000 Stunden/Jahr, das die Betriebscharakteristik eines Kernkraftwerks nachbildet.
Das in der Studie verwendete Modell ist ein Inselnetzsystem bestehend aus Windenergie, Solarenergie, BESS und einem Reservekraftwerk. Beide Konfigurationen zeigten, dass Reserveenergie entscheidend ist und der Standort der erneuerbaren Energieerzeugung die Stromkosten erheblich beeinflusst. An den günstigsten Standorten könnten die LCOE bis zu 24 % niedriger sein als an den ungünstigsten. Die LCOE für einen kontinuierlichen Volllastbetrieb lägen bei etwa 100 Euro/MWh und im Szenario mit 8000 Stunden/Jahr an den günstigsten Standorten unter 80 Euro/MWh.
Die Studie weist darauf hin, dass das für den endgültigen Anwendungsfall ausgewählte Rechenzentrum ein vereinfachtes Lastprofil mit relativ konstantem Leistungsbedarf aufweist. Die Forscher modellierten keine detaillierten Betriebsverhalten wie Kühlungsanforderungen oder dynamische Laständerungen. Ihr Ziel war lediglich die Analyse, ob die nordische Umgebung ein mit erneuerbaren Energien betriebenes Rechenzentrum beherbergen kann.
Meriläinen verriet dem „Photovoltaik-Magazin", dass das Forschungsteam mit Investoren und Betreibern von Rechenzentren ein Projekt mit dem Namen „Net Zero Energy Communities" vorbereite, das die Forschung durch Fallstudien erweitern und verfeinern solle. Samuli Honkapuro, Professor an der LUT University, ergänzte gegenüber dem „Photovoltaik-Magazin", dass die Studie in den finnischen Mainstream-Medien bereits Diskussionen ausgelöst habe und wichtige Botschaften an politische Entscheidungsträger vermittle, beispielsweise durch Gespräche mit finnischen Abgeordneten, die gesetzgeberische Initiativen zur Förderung von Netzanschlussanforderungen für Rechenzentren vorantreiben.
Die Arbeit der Forscher betont zudem, dass die Betriebskosten von Reservekraftwerken gesenkt werden können, wenn Rechenzentren Lastflexibilisierung einsetzen. Die Teilnahme an Nachfragesteuerungsprogrammen könne jedoch auch zu einer stärkeren Abregelung erneuerbarer Energie führen. Der Artikel schlussfolgert, dass die starke Konzentration der Solarstromerzeugung auf den Sommer die Bedeutung von Speicherung und Ausgleichsfähigkeit unterstreicht. Obwohl das nordische Klima starke saisonale Einschränkungen für die erneuerbare Energieerzeugung mit sich bringt, können grundlastfähige Systeme auf Basis erneuerbarer Energien Kostenniveaus erreichen, die mit denen der Kernenergie vergleichbar sind. Dies untermauert die These, dass erneuerbare Energien selbst in anspruchsvollen hohen Breitengraden eine praktikable Grundlastoption darstellen.
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