Virtueller Energiespeicher

Ein Virtueller Energiespeicher dient zur Zwischenspeicherung elektrischer Energie. Im Gegensatz zu klassischen Stromspeichertechnologien erfolgt die Speicherung des Stroms nicht in einer Einzelanlage, sondern durch die Zusammenschaltung einer Vielzahl an Anlagen, deren Stromaufnahme und -abgabe gezielt gesteuert wird. Dazu gehören flexible Stromverbraucher, flexible Stromerzeugungsanlagen, zusätzliche Stromverbraucher, zusätzliche Stromerzeuger sowie dezentrale Batteriespeicher.

Zu den flexiblen Stromverbrauchern zählen zum einen rein elektrische Lasten jeglicher Leistungsgröße. Beispiele für Anlagen mit sehr kleiner Leistung sind beispielsweise Kühlschränke. Beispiele für Anlagen mit sehr großer Leistung sind beispielsweise Aluminiumwerke. Als Sonderfall einer rein elektrischen Last können Elektromobile angesehen werden, da diese nur zeitweise an das elektrische Netz angeschlossen sind. Außerdem zählen thermische Energieversorgungsanlagen, bspw. Wärmepumpen oder Elektrospeicherheizungen, zu den flexiblen Stromverbrauchern. Die primäre Aufgabe dieser Anlagen ist die Deckung des Wärmebedarfs vom Kunden. Damit die Deckung des Wärmebedarfs weiterhin sichergestellt ist, müssen Wärmeproduktion und Wärmeverbrauch über einen thermischen Speicher zeitlich entkoppelt werden.

Zu den flexiblen Stromerzeugungsanlagen zählen im Besonderen Blockheizkraftwerke unterschiedlicher Leistungsgrößen. Hier ist zur Entkopplung von Wärmeproduktion und -verbrauch ein thermischer Speicher erforderlich. Blockheizkraftwerke, die zur Vor-Ort-Verstromung von Biogas eingesetzt werden, müssen zusätzlich mit einem Gasspeicher ausgestattet werden.

Als zusätzliche Stromverbraucher zählt die sektorenübergreifende Umwandlung von Strom in beispielsweise Wärme, Gas oder Grundstoffe für die industrielle Produktion. Die Umwandlung von Strom zu Wärme wird unter dem Oberbegriff Power-to-Heat zusammengefasst. Die Umwandlung von Strom zu Gas wird unter dem Oberbegriff Power-to-Gas zusammengefasst. Die Nutzung von Strom zur Herstellung von Grundstoffen für die industrielle Produktion wird unter dem Oberbegriff Power-to-Products zusammengefasst. Zusammenfassend wird die sektorenübergreifende Nutzung von Strom als Power-to-X bezeichnet. Es erfolgt keine Rückverstromung.

Als zusätzliche Stromerzeuger können Notstromaggregate eingesetzt werden, die bisher nur in Bereitschaft gehalten werden.

Zu den dezentralen Batteriespeichern zählen sowohl Batteriespeicher, die eigens für den virtuellen Speicher installiert werden, als auch Batteriespeicher, die eine andere primäre Aufgabe besitzen, aber dadurch nicht voll ausgelastet sind. Zu Letzteren gehören beispielsweise PV-Batteriespeicher, die primär für die Eigenverbrauchsoptimierung beim Endkunden betrieben werden oder Batterien zur Sicherstellung der unterbrechungsfreien Stromversorgung.

Die Betriebsführung des virtuellen Speichers kann mit einem zentralen oder einem dezentralen Steuerungssystem erfolgen. In beiden Fällen wird eine leistungsfähige, auf die konkreten Bedingungen zugeschnittene Informations- und Kommunikationstechnik benötigt. Bei der zentralen Steuerung gibt es eine zentrale Steuerungssoftware, die alle technischen und ökonomischen Informationen und Randbedingungen zu den teilnehmenden Anlagen kennt und bei der Betriebsplanung berücksichtigt. Bei einer dezentralen Steuerung organisieren sich die teilnehmenden Anlagen in irgendeiner Form selbst. Von zentraler Stelle ist lediglich die Weitergabe eines Anreizes erforderlich, beispielsweise in Form eines Preissignals. Es existieren zudem verschiedene Mischformen zwischen zentralen und dezentralen Steuerungssystemen.

Im Gegensatz zu einem Virtuellen Energiespeicher werden gemäß der Begrifflichkeit in einem Virtuellen Kraftwerk nur Stromerzeugungsanlagen und beim Lastmanagement nur Stromverbraucher zusammengefasst und koordiniert gesteuert. Trotzdem werden in der Literatur Virtuelle Energiespeicher teilweise als Virtuelles Kraftwerk bezeichnet oder unter dem Begriff Lastmanagement zusammengefasst.

Englische Übersetzung(en):

virtual energy storage