Masterthesis: Windenergie zuverlässig liefern

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Thema: Bewertung von Ertragssimulationen für Windenergieanlagen der Multimegawattklasse im komplexen Gelände

Von André Riedel

Der Anteil der erneuerbaren Energien am Energiemix in Deutschland ist in den vergangenen Jahren stetig gestiegen. Inzwischen beträgt er 26,2 Prozent der deutschen Bruttostromversorgung, wobei die Windenergie mit 9,1 Prozent am stärksten vertreten ist. Um Preise und das Stromnetz stabil zu halten, müssen die Betreiber von Windparks Lieferverpflichtungen eingehen und diesen nachkommen. Da Windenergieanlagen witterungsabhängig betrieben werden, können diese Lieferverpflichtungen, so genannte Fahrpläne, auf Basis einer komplexen und meist fehlerhaften Erzeugungsprognose erstellt und nur selten erfüllt werden.

In der Praxis weicht der vereinbarte Fahrplan regelmäßig von der tatsächlichen Einspeisung ab. Konsequenz dieser Abweichungen sind Fehlallokationen und Belastungen des Stromnetzes. Die bei der physischen Netzstabilisierung durch den Einsatz von Regelenergie anfallenden Kosten werden im Rahmen der Bilanzierung verursachungsgerecht umgelegt, sodass die Fahrplanabweichungen auch das finanzielle Betriebsergebnis negativ beeinflussen.

In seiner Masterthesis mit dem Titel „Dimensionierung eines Akkumulatorsystems zur Optimierung der Fahrplantreue eines Windparks“ zeigt André Riedel, wie sich die prognosebedingten Fahrplanabweichungen eines Windparks minimieren lassen, indem ein Akkumulatorsystem integriert wird. Dabei dimensioniert Riedel anhand eines Modells die notwendige Akkumulatorkapazität, und zwar unter den Bedingungen der maximierten Fahrplantreue eines Referenzwindparks und einer Minimierung der durch die Prognoseabweichungen verursachten Kosten.

Der Autor kommt zu dem Ergebnis, dass es aus gesamtwirtschaftlicher Sicht dringend notwendig ist, das Erzeugungsverhalten von Windenergie zu stabilisieren. Dies lässt sich durch den Einsatz eines Energiespeichers erreichen, der das tatsächliche Erzeugungsverhalten an den prognostizierten Fahrplan angleicht. Ein in den Windpark integriertes Akkumulatorsystem trägt in hohem Maße dazu bei, die Stromerzeugung zu stabilisieren. Die Fahrplantreue lässt sich steigern, indem die benötigte Ausgleichsenergiemenge reduziert wird. In der von Riedel durchgeführten Simulation konnten Einsparpotenziale bei der Ausgleichsenergie von über 50 Prozent erzielt werden. Allerdings ist bedingt durch das Ausgleichsenergiepreisregime und die Kosten für Akkumulatorsysteme die Wirtschaftlichkeit aktuell zu hinterfragen.

Grafik: André Riedel

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