de.wedoany.com-Bericht: Ein virtuelles Kraftwerk (VPP) wurde in Südafrika getestet und validiert. Seine großflächige Einführung könnte den Bedarf an neuen Teilen der Übertragungs- und Verteilungs-infrastruktur reduzieren und gleichzeitig die Stabilität und Zuverlässigkeit des Stromnetzes gewährleisten.
Nic van Doesburgh, Klima-, Politik- und Energieanalyst bei der Klima- und Energieberatungsfirma Meridian Economics, wies darauf hin, dass solche Kraftwerke durch die Bereitstellung von Energiedienstleistungen auf lokaler Ebene einen Teil der Kapitalausgaben für das Stromnetz verzögern und so Netzüberlastungen verringern könnten. Er skizzierte dies in einem Webinar zum Thema „VPP-Lösungen zur Erkundung der Energiezukunft Südafrikas“, das am 8. Juli von der Energieberatungsfirma EE Business Intelligence veranstaltet wurde. Ein VPP ist eine Dienstleistungsplattform, die durch die Koordinierung dezentraler Energiequellen, Energiespeicher und flexibler Nachfragequellen Flexibilität für das Stromnetz bereitstellt. Zu den Dienstleistungen, die diese Plattform anbieten kann, gehören Nachfragesteuerung, flexible Lastverschiebung, Energieeinspeisung ins Netz und schnelle Frequenzregelung zur Aufrechterhaltung der Systemstabilität. Van Doesburgh fügte hinzu, dass Meridian Economics in Zusammenarbeit mit der globalen VPP-Non-Profit-Organisation Integrate to Zero an einer südafrikanischen VPP-Roadmap arbeite, die voraussichtlich Ende dieses Jahres veröffentlicht wird.
Svein Jørgen Sønning, Chief Commercial and Technology Officer des norwegischen Unternehmens für Stromflexibilitätstechnologie NODES, erklärte, dass in Europa alle Stromnetzbetreiber verpflichtet seien, flexible Lösungen oder Märkte für diese Dienstleistungen einzurichten. In Europa werde nach Wegen gesucht, mit der zunehmenden Volatilität erneuerbarer Energien umzugehen und gleichzeitig Netzüberlastungen zu beheben, um mehr Erzeugungskapazität zu installieren, was sowohl Übertragungs- als auch Verteilnetze betreffe. Die Verpflichtung zur Einrichtung flexibler Systeme ziele darauf ab, die für das europäische Stromnetz (hauptsächlich Verteilnetze) bis 2030 geschätzten Investitionen in Höhe von 584 Milliarden Euro zu reduzieren. Dieses Investitionsvolumen erfordere die Suche nach Technologien, Werkzeugen und Prozessen, die es Verteilnetzbetreibern ermöglichen, Flexibilität als Alternative zu Netzinfrastrukturinvestitionen zu nutzen. Sønning sagte, dass der Einsatz von VPP oder Flexibilitätslösungen die erforderlichen Investitionen in das europäische Stromnetz auf etwa die Hälfte der derzeitigen Schätzung reduzieren könnte. Er wies darauf hin, dass die Praxis von NODES im Jahr 2016 begann, als eine Umspannstation in bestimmten Winterperioden überlastet war. Der Stromversorger kontaktierte Kunden, insbesondere solche mit gewerblichen und industriellen Anlagen, und durch die Zusammenarbeit konnten zusätzliche Investitionen verzögert werden.
Jon Kornik, CEO des Unternehmens für intelligente Energielösungen Plentify, erläuterte, dass das Unternehmen die Wirksamkeit von VPP in Südafrika validiert habe und nun daran arbeite, zu zeigen, wie es landesweit skaliert werden könne. Plentify verwendet IoT-Roboter (Internet der Dinge), die über eine Anwendungsprogrammierschnittstelle mit internetfähigen Warmwasserbereitern und Solarwechselrichtern kommunizieren. In Zusammenarbeit mit Balwin, einem an der Johannesburger Börse notierten Wohnimmobilienentwickler, validierte das Unternehmen die Wirksamkeit eines Mikronetz-VPP. Kornik erwähnte, dass Balwin über große Solarkapazitäten verfüge, die tagsüber Strom erzeugen, aber nicht zu den Zeiten, in denen die Bewohner den meisten Strom benötigen oder die Strompreise am höchsten sind. Durch die Installation von IoT-Thermorobotern auf Warmwasserbereitern, die ein drahtloses Mesh-Netzwerk bilden, konnte das Unternehmen die Nachfrage verschieben und bündeln, wenn Solarenergie verfügbar war. Die Ergebnisse zeigten, dass die Installation von mehr Solarenergie praktikabler wurde, da die Solarenergie besser genutzt wurde und die Bewohner weiterhin Warmwasser hatten. Die Umsetzung des Projekts zeigte eine Win-Win-Situation für Versorgungsunternehmen und Kunden und bewies die Wirksamkeit von Wohn-Mikronetzen. Die Projektdaten zeigten, dass Balwin den Spitzenenergieverbrauch um 47 %, die maximale Nachfrage um 36 % senkte, die jährlichen Kosten pro Warmwasserbereiter um etwa 1.800 Rand reduzierte, der interne Zinsfuß über die Projektlaufzeit bei etwa 67 % lag und die jährlichen Stromkosten der Bewohner ebenfalls um 1.200 Rand sanken, während weiterhin Warmwasser verfügbar war. Kornik ist der Ansicht, dass die Technologie machbar, das Kundenerlebnis solide und die Wirtschaftlichkeit auf der Ebene von Mehrfamilienhäusern gegeben sei.
Plentify war auch an einem intelligenten Warmwasserbereiter-Projekt in Kapstadt beteiligt, das zeigen sollte, dass dieser Effekt auf die Größenordnung des nationalen Stromnetzes skaliert werden kann. Ein unabhängiges Validierungs- und Messunternehmen hat die Auswirkungen des Projekts gemessen und validiert. Im Rahmen des Projekts wurden innerhalb von drei Jahren in Kapstadt und Umgebung 500 Thermoroboter installiert. Die Ergebnisse zeigten, dass bei guter Koordination der Stromverbrauch in Spitzenzeiten um 80 % reduziert werden kann, ohne die Warmwasserversorgung der Bewohner zu beeinträchtigen. Kornik fügte hinzu, dass Reservekapazitäten vorgehalten wurden, um bei Bedarf Wasser zu erhitzen, da Tests ergaben, dass das vollständige Abschalten aller Warmwasserbereiter in Spitzenzeiten dazu führen würde, dass 15 % der Bewohner bei Bedarf kein Warmwasser hätten. Ziel sei es, einen Mehrwert zu schaffen, nicht die teilnehmenden Bewohner zu bestrafen. Das Projekt strebte danach, die Last so weit wie möglich auf die Nutzung von Solarenergie zur Wassererwärmung zu verlagern und das Lastprofil an das Solarstromerzeugungsprofil anzupassen. Plentify erreichte dieses Ziel und verdoppelte die durch Warmwasserbereiter genutzte Solarkapazität. Dies zeige, dass die Reduzierung der Spitzenlast in Gebäuden mit Solarlast kompatibel sei. Das intelligente Warmwasserbereiter-Projekt koordinierte die Warmwasserbereiter so, dass sichergestellt wurde, dass ihr Gesamtbedarf eine bestimmte Grenze nicht überschreitet. Dadurch wurde die maximale Nachfrage innerhalb von acht Monaten um etwa 60 % reduziert und das Nachfrageprofil der angeschlossenen Warmwasserbereiter deutlich geglättet. Kornik ist der Ansicht, dass dies für die Infrastrukturentwicklung sehr wertvoll sei, wenn man die Last bestimmen könne, die durch die Infrastruktur transportiert werden müsse. Das Projekt wurde 2023 abgeschlossen, einer Zeit hoher Lastabwürfe. Die Koordination der Warmwasserbereiterlast bedeutete, dass es keine Nachfragespitzen gab, wodurch die maximale Nachfrage gesenkt werden konnte und ein solches Warmwasserbereiter-VPP zur Bewältigung von Netznotfällen und schädlichen Lastspitzen eingesetzt werden könne. Die Effizienz des Versorgungsunternehmens im Projekt stieg um 18 % bis 27 %, und die monatlichen Stromkosten der Bewohner sanken um 300 Rand. Kornik sagte, die Ergebnisse zeigten, dass bei einem Einsatz solcher VPP- und Mikronetzsysteme der Durchsatz der bestehenden Verteilungsinfrastruktur verdoppelt und die bereits installierte Solarkapazität ebenfalls verdoppelt werden könne, da die Nachfrage der Warmwasserbereiter die Wirtschaftlichkeit unterstütze.
Plentify startet das nächste Projekt: ein intelligentes Solarprojekt in Zusammenarbeit mit der Gemeinde eThekwini in der Provinz KwaZulu-Natal, an dem etwa 280 Haushalte und Unternehmen in der Region Durban teilnehmen werden. Das Projekt wird verschiedene Geräte umfassen, darunter Warmwasserbereiter, Solar-Photovoltaik und Batteriespeichersysteme, und soll die Wirksamkeit von Mikronetzen und VPP-Systemen für Haushalte und Versorgungsunternehmen sowie das Potenzial solcher VPP zur Bereitstellung von Dienstleistungen und zur Reduzierung der Spitzenlast demonstrieren. Falls in der Region eine zeitvariable Tarifstruktur eingeführt wird, zielt das Projekt darauf ab, mehr Solarenergie zu nutzen und so die Netznachfrage zu senken, was bedeutet, dass Spitzenzeiten, in denen das Versorgungsunternehmen Verluste macht, auf sonnenreiche Zeiten verlagert werden können. Mehrere Geräte werden die Wirkung des VPP verstärken, da eine vielfältigere Nachfrage koordiniert werden kann, was den Wert solcher Systeme für Haushalte und Versorgungsunternehmen erhöht.
Darüber hinaus hat der Wechselrichter- und Energiesystemhersteller Deye Technology Plentify zu seinem VPP-Partner in Südafrika ernannt. Beide Parteien werden die in Südafrika installierten Deye-Batterien mit einer Kapazität von etwa 2,7 Gigawattstunden bündeln und koordinieren. Kornik wies darauf hin, dass dies der doppelten Kapazität des Batteriespeichersystemprojekts des staatlichen Stromversorgers Eskom entspreche, das voraussichtlich 11 Milliarden Rand kosten und vier Jahre dauern werde. Ziel der Partnerschaft sei es, Prosumer (Nutzer, die Strom verbrauchen und auch überschüssigen Strom ins Netz einspeisen) für die Nutzung ihrer Anlagen zu Hause zu belohnen und zu beweisen, dass VPP erhebliche Vorteile für das Energiesystem und die Prosumer bringen könne. Die Energie-Resilienz der Prosumer werde nicht sinken, sie würden angemessene Vergütungen erhalten und könnten durch zeitvariable Tarife ihre Rechnungen senken. Kornik wies darauf hin, dass solche Systeme auf Versorgungsebene oder als Netzknotenpunkte extrem schnelle und flexible Nachfragesteuerungsdienste bieten könnten; wenn die Systeme auf der Niederspannungsebene eingesetzt werden könnten, könnten Netzstützungsdienste für rotierende Stromreserven genutzt werden. Er sagte, die Zeit der Wohn-VPP sei gekommen; es sei bewiesen, dass sie skalierbar seien, dass Einzelgerät-Mikronetze funktionierten und im gesamten Netz ausgebaut werden könnten. Basierend auf Millionen von Warmwasserbereitern und Hunderttausenden von Solaranlagen stellten solche Lösungen die größte ungenutzte flexible Ressource Südafrikas dar. Das Hindernis liege in der Politik; es brauche politische Maßnahmen, um eine Monetarisierung zu ermöglichen. Beispielsweise könne das Nachfragesteuerungsprogramm von Eskom von nur Warmwasserbereitern auf Batterien ausgeweitet werden, um virtuelle rotierende Reserven über Niederspannungsnetze zu aktivieren und die Nachfragesteuerung zu bündeln, sodass solche Unternehmen am südafrikanischen Großhandelsstrommarkt teilnehmen könnten. Kornik begrüße Partner, die große Wohn-VPP aufbauen, um politische Veränderungen voranzutreiben.
