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EnergiespeicherPhotovoltaik-Hybridkraftwerke im Trend

Drohnenaufnahme des Energiepark Haringvliet zuid in Süd-Holland
Energiepark Haringvliet zuid in Süd-Holland (IvanStoter, CC BY-SA 4.0 via Wikimedia Commons)

Die Kombination großer PV-Anlagen mit Windkraft, Batteriespeichern und künftig sogar mit Elektrolyseuren liegt im Trend. Das ermöglicht eine stabile Energieerzeugung und -versorgung und bringt Kosteneinsparungen sowie eine effiziente Netznutzung.

06.01.2023 – Die Volatilität von Solar- und Windenergie ist ein Argument, mit dem Kritiker des Ausbaus der Erneuerbaren Energien seit Jahrzehnten ins Feld ziehen. Mit zunehmender Entwicklungsgeschwindigkeit von Hybridkraftwerksprojekten, die die Erzeugungskapazitäten aus Photovoltaik oder Wind oder beiden Energiequellen kombiniert mit Großspeichern ergänzen, spiegelt das Argument immer weniger die aktuelle Marktentwicklung wider. Denn die Erzeugungsprofile von Photovoltaik und Windenergie ergänzen sich in der Regel sehr gut.

Die Windparks erzeugen vor allem an stürmischen Herbst -und Wintertagen und nachts viel Strom, die Solarparks eher an sonnigen Frühjahrs- und Sommertagen und tagsüber. Batterien können die Erzeugungsspitzen abbauen und zwischenspeichern. Der gespeicherte Strom kann dann bedarfsgerecht ins Netz eingespeist werden und die verfügbaren Netzkapazitäten können besser ausgenutzt werden. Darüber hinaus können Batterien und Elektrolyseure eingesetzt werden, um Stromengpässe zu verhindern und die Erzeugung rechtzeitig zu verlagern.

Effizientere Land- und Infrastrukturnutzung

Ein weiterer Vorteil der solaren Hybridkraftwerke ist die Kosteneinsparung sowie eine effiziente Landnutzung. Denn für alle Technologien kann die gleiche Infrastruktur, wie Umspannwerke, Netzanschlüsse oder Straßen genutzt werden und die Projektentwicklungskosten können verringert werden. Die verschiedenen Technologien werden auf eine Fläche gebündelt und sie haben so einen geringeren Platzbedarf bezogen auf die Erzeugungsmenge. Dies wird vor allem in dichtbesiedelten Ländern wie den Niederlanden und Deutschland immer wichtiger, wo die regionale Raumplanung restriktiv gehandhabt wird und Fläche eine knappe Ressource ist. Auch erhöht die Kombination verschiedener komplementärer Technologien die Diversifikation und reduziert somit die finanziellen Gesamtrisiken der Anlage.

Als zusätzliche Geschäftsmodelle eröffnen sich für solare Hybridkraftwerke (mit Speichern) neben der kostengünstigeren und gleichmäßigeren Stromerzeugung, welche auch die Finanzierung über Power-Purchase-Agreements (PPA) erleichtern, diverse Netzdienstleistungen, wie das Bereitstellen von Regelenergie zur Netzstabilisierung oder die Kappung von Lastspitzen. Künftig könnten auch Elektrolyseure u.a. für Abnehmer in nahegelegenen Industriegebieten grünen Wasserstoff produzieren.

Repowering mit Batteriespeichern

Stark im Kommen ist die Kombination von Solarparks mit großen Batteriespeichersystemen. So sind beispielsweise in Deutschland, mit angereizt durch die Innovationsausschreibungen, derzeit zahlreiche Projekte in der Entwicklung oder wurden schon realisiert. So ging beispielsweise im Sommer 2022 in der Nähe von Freiberg (Sachsen) ein 5,1 Megawatt Photovoltaik-Kraftwerk, das mit einem 1,7 Megawatt (MW) Batteriespeicher kombiniert ist, ans Netz. Finanziert wird über ein PPA mit einer zehnjährigen Laufzeit.

Im Frühjahr soll bei Merseburg (Sachsen-Anhalt) ein PV-Kraftwerk mit 34 MW im Kombipack mit einem Batteriespeicher mit 11,7 MW Leistung fertiggestellt werden. Zukunftsträchtig ist auch das Repowering von PV-Kraftwerken In Kombination mit der Installation eines Batteriespeichers. So wird derzeit in Israel ein 55 MW Solarpark mit leistungsstärkeren PV-Modulen auf 88 MW aufgerüstet und mit einem Batteriespeichersystem ergänzt.

PV und Wind und Batterien kombinieren

Auch die Kombination von großen PV-Anlagen mit Windkraft, seien es Neuanlagen oder Nachrüstungen, wird immer beliebter. So wurde in Einöllen (Rheinland-Pfalz) ein 15,9 MW Windpark um 3 MW Photovoltaik erweitert.

Auch in der Türkei werden derzeit zwei Windparks mit 103,2 MW (bei Konya) und mit 52,8 MW (bei Kayseri) nachträglich um einen 26 MW und einen 16 MW Solarpark ergänzt. Eine besondere Herausforderung ist hierbei die Installation der PV-Freiflächenanlagen auf dem teils zerklüfteten Gelände. Ein neues Kombikraftwerk entsteht auch in den Niederlanden, mit einem 50 MW Solarpark und einem 50 MW Windpark, welche denselben Netzanschluss nutzen.

Noch einen Schritt weiter geht der 30 Hektar große Energiepark Haringvliet in Süd-Holland rund 50 Kilometer südwestlich von Rotterdam, der im März 2022 eröffnet wurde. Er besteht aus sechs Windenergieanlagen mit einer Leistung von 22 MW, einer Freiflächen-Photovoltaikanlage mit 115.000 Solarmodulen (38 MW) und einem 12 MW Batteriespeicher aus zusammen 288 Batterien, die in 12 handelsüblichen Seecontainern untergebracht sind.

Die Einzelkomponenten teilen sich einen gemeinsamen Netzanschluss und ein Umspannwerk. Eine Steuerungsanlage sichert das möglichst effiziente und reibungslose Zusammenspiel der unterschiedlichen Technologien. Auch bei den anderen Kombikraftwerken spielt die Anlagensteuerung eine zentrale Rolle, um u.a. die Kapazität des Netzanschlusses optimal zu nutzen.

Ergänzung um Elektrolyseure als nächster Schritt

Die Ergänzung von solaren Hybridkraftwerken mit Elektrolyseuren zur Herstellung von grünem Wasserstoff ist der nächste Schritt. So laufen derzeit in Griechenland Planungen für eine Kombianlage mit 200 MW Photovoltaik, einem 100 MW Batteriespeicher und einem 50 MW Elektrolyseur, der 16 Tonnen Wasserstoff täglich herstellen soll. Noch eine Dimension größer ist ein geplantes Projekt im indischen Bundesstaat Tamil Nadu. Dort soll ein 5 GW starker Solarpark mit einem 1,5 GW Elektrolyseur zur Wasserstoff- und Ammoniakproduktion entstehen.

Weitere Möglichkeiten für Kombikraftwerke können sich über die Verknüpfung mit der Wärmeversorgung (Power-2-Heat) ergeben: So über die Nutzung von überschlüssigem Strom aus Batterien mittels Elektrokessel und Wärmespeichern für die Einspeisung in Fernwärmenetze. Hans-Christoph Neidlein


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Kommentare

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Josef Winkler 18.01.2023, 12:51:49

Wieso geben Sie bei Batteriespeicher immer nur die Leistung an und nicht dien Energieinhalt? Der Energieinhalt wäre doch viel aussagekraeftiger.

Schön wäre auch noch eine Kostenangabe, z.B. Kosten für eine kWh


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