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Blick in den Bosch-Stromspeicher in Braderup.
Virtuelle Kraftwerke

Technik für die Energiewende

10 Minuten Lesezeit

Energie aus vielen Quellen

Bosch-Forschungscampus Renningen

Mit der Energiewende ändern sich nicht nur die Energieträger, sondern auch die Wege der Stromproduktion – weg vom Großkraftwerk, hin zu vielen kleinen Erzeugern: Wind- und Solarparks, aber auch Blockheizkraftwerke (BHKWs), Wärmepumpen und Biogasanlagen speisen Strom ins öffentliche Netz ein. Ein Hausbesitzer mit Photovoltaik-Anlage wird so zum „Prosumer“: Er verbraucht und erzeugt Energie.

Eine große Herausforderung besteht darin, die vielen Kleinstanlagen so zu steuern, dass ein gleichmäßiger Stromfluss entsteht – Grundvoraussetzung für eine stabile Versorgung. Denn anders als beim Kohlekraftwerk hängt beispielsweise die Leistung eines Windparks vom Wetter ab: Bei Starkwind produziert er mehr Energie, als das Verteilnetz aufnehmen kann. Bei Flaute stoppt dagegen die Stromproduktion. Und auch der Energiebedarf variiert: Je nach Wetter, Lichtverhältnissen und Tageszeit wird temporär besonders viel oder eben wenig Strom verbraucht.
Um Schwankungen in der Produktion und im Verbrauch auszugleichen, hat Bosch Softwarelösungen entwickelt, die es ermöglichen, Energie aus verschiedenen, dezentralen und vorwiegend regenerativen Quellen zusammenzuführen und zentral zu regeln. Das Ergebnis ist ein virtuelles Kraftwerk, das Energie immer dann zur Verfügung stellt, wenn sie benötigt wird.

Ökostrom flexibel nutzen

Intelligentes Energiemanagement – Ökostrom flexibel nutzen
Intelligentes Energiemanagement – Ökostrom flexibel nutzen

Virtuelle Kraftwerke bündeln die Energie aus unterschiedlichen Anlagentypen und leiten sie an die angeschlossenen Verteilnetze weiter. Dazu müssen sie das Über- und Unterangebot ausgleichen, das bei der Erzeugung von erneuerbaren Energien entsteht. Die meisten virtuellen Kraftwerke integrieren deshalb einen Stromspeicher. Diese „Riesen-Akkus“, die Bosch gemeinsam mit Industriepartnern entwickelt, nehmen beispielsweise überschüssige Energie aus Wind- und Solarparks auf und geben sie später ans Netz oder an die angeschlossenen Verbrauchsstellen weiter. Stationäre Stromspeicher können eine Kapazität von mehreren hundert Kilowatt bis zu mehreren Megawatt haben. Je nach Größe versorgen sie einen Haushalt, einen Betrieb oder sogar eine ganze Gemeinde mit Energie.

Grafik: Optimierung mit dem Virtual Power Plant Manager

Je mehr Anlagen in einem virtuellen Kraftwerk zusammengeschlossen sind, desto flexibler und damit auch effizienter arbeitet es. Gleichzeitig wird seine Steuerung komplexer: Damit stets die gewünschte Leistung abrufbar ist, muss das System für ein reibungsloses Zusammenspiel der dezentralen Stromquellen sorgen. Es muss aber auch verlässliche Prognosen über den künftigen Energiebedarf und die Leistung der einzelnen Anlagen treffen können.

Vor diesem Hintergrund hat Bosch eine Software entwickelt, die kontinuierlich ideale Produktionsmengen ermittelt und Empfehlungen zur Anlagensteuerung gibt. Dazu bezieht der „Virtual Power Plant Manager“ neben Wettervorhersagen auch die aktuellen Preisentwicklungen an der Strombörse ein – so lässt sich der beste Zeitpunkt ermitteln, um überschüssigen Strom zu verkaufen.

Smart City Rheintal

Smart City Rheintal - Software von Bosch unterstützt ein städtisches Pilotprojekt
Smart City Rheintal – Software von Bosch unterstützt ein städtisches Pilotprojekt

Software von Bosch unterstützt ein städtisches Pilotprojekt.

Städte sind für 80 Prozent der globalen CO₂-Emissionen verantwortlich. Unter dem Stichwort „Smart Cities“ sind deshalb in den vergangenen Jahren weltweit diverse Pilotprojekte angelaufen, in denen nachhaltige Wohn-, Energie- und Mobilitätskonzepte für die Stadt der Zukunft getestet werden. Eines davon wird im österreichischen Rheintal mit seinen 29 Gemeinden umgesetzt. Das ehrgeizige Ziel der „Smart City Rheintal“: Bis 2050 soll sich die Region mithilfe dezentraler Ökostrom-Anlagen autonom und CO₂-neutral mit Energie versorgen.

 

Um diese Vision zu verwirklichen, unterstützt Bosch die Gemeinden in Voralberg dabei, ihre bisherige Energieversorgung umzubauen. An die Stelle der Großkraftwerke, die den Strom direkt zu den Verbrauchern transportieren, soll künftig ein virtuelles Kraftwerk treten, das die Energie der örtlichen Photovoltaikanlagen und kleinerer Wasserkraftwerke bündelt und bedarfsgerecht verteilt.

Unter Leitung der Bosch Software Innovations GmbH haben die Projektpartner dazu zunächst eine Gruppe von Photovoltaikanlagen über eine Online-Schnittstelle zusammengeführt. Ziel ist es, das solare Kombikraftwerk so zu steuern, dass sich seine Leistung mithilfe der Wettervorhersage vorausschauend und zuverlässig planen lässt. Außerdem soll die Software künftig in der Lage sein, den aktuellen Strombedarf der städtischen Elektrofahrzeuge zu ermitteln. So ließen sich nicht nur optimierte Ladefahrpläne berechnen; die Autobatterien könnten auch als Speicher dienen und die überschüssige Energie aus den PV-Anlagen aufnehmen. Auch elektrische Warmwasser-Boiler und Wärmepumpen könnten in Zukunft intelligent gesteuert werden, um den Stromverbrauch und die damit einhergehenden Kosten zu optimieren.

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