Was ist ein virtuelles Kraftwerk? Es ist jede Ansammlung von Speicherbatterien hinter dem Zähler, die miteinander verbunden sind, damit sie bei Bedarf Strom in das Netz einspeisen können. Sie umfassen typischerweise Haushaltsbatterien wie die Tesla Powerwall, können aber jede Sammlung von Batterien in Haushalten, Unternehmen oder sogar in Elektrofahrzeugen umfassen.
Warum sollte jemand ein virtuelles Kraftwerk schaffen wollen? Weil Batteriespeicher im Netzmaßstab teuer sind. Wenn es eine Möglichkeit gäbe, Haushaltsspeicherbatterien für Multitasking zu nutzen, indem sie ein Haus oder ein kleines Unternehmen mit Notstrom versorgen und das Netz bei Bedarf mit Strom versorgen, wäre das eine schöne Sache. Es spart Energieversorgern Geld und es bezahlt auch die Besitzer dieser Batterien dafür, dass ihre Batterien für den Netzbetrieb angezapft werden. Es ist die sprichwörtliche Win-Win-Situation, in der alle glücklich sind.
Tesla gegen Sunrun
In diesem Sommer wird Pacific Gas & Electric, das größte Versorgungsunternehmen in Nordkalifornien, Tests an zwei verschiedenen virtuellen Kraftwerken durchführen – eines mit Powerwall-Batterien von Tesla und eines mit von Sunrun gelieferten Haushaltsbatterien. Was ist der Unterschied? Entsprechend Kanarische Medien, hat PG&E Kunden mit Tesla Powerwall-Wohnbatterien bezahlt, um während Netznotfällen Strom an das Netz zu senden. „Das ist eher eine Peaker-Anlage“, sagt John Hernandez, der Demand-Response-Manager des Versorgungsunternehmens.
Das Experiment mit den Sunrun-Batterien zahlt sich dagegen auch für das Entladen an heißen Sommerabenden aus. Aber anstatt nur bei Netznotfällen angezapft und für die Reaktion bezahlt zu werden, erhalten sie im Voraus eine Pauschalgebühr dafür, dass sie ihre Batterien so programmieren lassen, dass sie in den Monaten August, September und Oktober täglich von 19 bis 21 Uhr Strom entladen. Das entspricht eher der Grundlastleistung, die von Kohle- und Atomkraftwerken geliefert wird, sagt Hernandez.
Da kalifornische Haushalte und Unternehmen Solarsysteme auf dem Dach hinzufügen, die einen Batteriespeicher hinter dem Zähler enthalten, wird das Verständnis der Vor- und Nachteile beider Systeme PG&E bei der Entscheidung helfen, welche Arten von virtuellen Kraftwerken am besten geeignet sind, um das Stromnetz des Staates auszugleichen, wenn es unter Stress steht durch hohe Nachfrage – typischerweise in den Sommermonaten. „Wie muss ein VPP aussehen, um den Betrieb aufzunehmen?“ fragt Hernández. Er hält die Tesla- und Sunrun-Modelle für „einen guten Anfang, um die Buchstützen zu definieren“.
Das Tesla-Programm für virtuelle Kraftwerke ist auf mehr als 4.500 Kunden angewachsen. Insgesamt kann es bis zu 33 MW Strom liefern, um einen Netznotfall zu bewältigen, wie es am Abend des 6. September letzten Jahres geschah, als der staatliche Netzbetreiber CAISO durch freiwillige Reduzierung des Strombedarfs der Kunden davor bewahrt wurde, rollende Stromausfälle anzuordnen und indem Sie den zusätzlichen Strom nutzen, der in all diesen Powerwall-Wohnbatterien verfügbar ist
Virtuelles Kraftwerk & permanente Lastverschiebung
Der Ansatz des Sunrun-Pilotprojekts ist als „permanente Lastverschiebung“ bekannt. Anstatt nur Netznotfälle zu bewältigen, sind die Ressourcen immer verfügbar, um eine stabile Stromquelle bereitzustellen, die Netznotfälle unwahrscheinlicher macht. Das PG&E-Projekt fordert Sunrun auf, 30 Megawatt Kapazität von bis zu 7.500 neuen und bestehenden Solar-Plus-Batterie-Kunden im Versorgungsgebiet des Versorgungsunternehmens bereitzustellen. Jeder Teilnehmer erhält eine Vorauszahlung von 750 US-Dollar und einen kostenlosen intelligenten Thermostat als Gegenleistung dafür, dass seine Batterien ihren Anteil an dieser 30-Megawatt-Verpflichtung entladen können.
Dies ist vertrautes Terrain für Sunrun. In den letzten Jahren hat das Unternehmen VPPs in Neuengland, New York, Hawaii, Arizona und an mehreren Standorten in Kalifornien eingeführt. Viele von ihnen waren eher auf tägliche, vorgeplante Energiezufuhr als auf Notfallmaßnahmen ausgelegt.
Viele Haushalte und Unternehmen dazu zu bringen, sich für Netzausgleichsprogramme anzumelden, könnte eine der kostengünstigsten Möglichkeiten für Kalifornien sein, seine Ziele für saubere Energie und Netzzuverlässigkeit zu erreichen. Kanarische Medien sagt. Forschung aus Lawrence Berkeley National Laboratory stellt fest, dass intelligente Investitionen in Technologien und Effizienz auf der Kundenseite des Zählers den Energieverbrauch während der Sommerabendspitzen des Staates so weit reduzieren könnten, dass der Bedarf an Batterien und anderen Ressourcen im Versorgungsbereich im Wert von mehreren Milliarden Dollar entfällt.
Geben Sie Kunden und Versorgungsunternehmen, was sie brauchen
Die Herausforderung besteht darin, ein Modell zu entwickeln, das sowohl Kunden als auch Versorgern das bietet, was sie brauchen. Versorgungsunternehmen benötigen eine konsistente, zuverlässige Netzunterstützung. Kunden brauchen ihre Batterien, um das zu tun, wofür sie sie gekauft haben. Diese beiden Ziele können manchmal miteinander kollidieren. Sunrun hat den Kunden, die sich für sein PG&E-Projekt anmelden, versprochen, dass ihre täglichen abendlichen Batterieentladungen sie nicht ohne ausreichende Batterieleistung lassen werden, um Netzausfälle zu bewältigen, sagt Scott Peattie, Direktor für Geschäftsentwicklung bei Sunrun. Er verspricht auch, dass die Teilnahme an dem Programm ihre Fähigkeit, Strom an das Versorgungsunternehmen zu verkaufen, nicht beeinträchtigen wird, wenn sie damit Geld verdienen können.
Energieversorger sind misstrauisch, wenn es darum geht, sich täglich auf Tausende von kundeneigenen Batterien zu verlassen, um das Stromnetz zu unterstützen. Sie wollen den Beweis sehen, dass ein virtuelles Kraftwerk zuverlässig ist, bevor sie VKWs in größerem Maßstab einsetzen. „Mittendrin ist das Kundenverhalten“, sagt Peattie. ”Je mehr wir die Samen dieses wiederholten Beitrags von 19 bis 21 Uhr pflanzen, desto mehr können wir sehen, wie Kunden das leisten können.”
Ted Burhans, Direktor für verteilte Energieressourcentechnologie bei der Smart Electric Power Allianzerzählt Kanarische Medien Diese Zuverlässigkeit ist das Wichtigste, was VPPs beweisen müssen, damit Versorgungsunternehmen ihre Nutzung ausweiten können. „Für einen Energieversorger ist es einfach, zu seinem Spitzenkraftwerk zu gehen und zu sagen, gib mir 100 Megawatt in einer halben Stunde. Dieses Vertrauen aufzugeben, ist der Punkt, an dem Versorgungsunternehmen Angst bekommen.“
Dies gilt insbesondere für Programme, die Batterien nicht mehr nur als eine von mehreren Ressourcen behandeln, die auf Bedarfsanforderungen im Notfall reagieren können, sondern etwas, auf das sich Versorgungsunternehmen und Netzbetreiber als Teil ihrer Kernzuverlässigkeitspläne verlassen, sagte er. „Es gibt immer die Besorgnis, wenn man beginnt, es in feste Kraft umzuwandeln. Aus Sicht des Netzbetreibers müssen Sie mir diese 30 Megawatt geben, denn darauf sind wir angewiesen.“
Der Plan von PG&E, zu analysieren, wie mit Solarzellen und Batterien ausgestattete Häuser in der realen Welt funktionieren, sei ein entscheidender Schritt in diesem vertrauensbildenden Prozess, sagte er. ”Es wird sehr wertvoll sein, die Eigenschaften von Solar-Plus-Speicher zu verstehen [are] in einem Haus in Kalifornien im Spätsommer.“ Peattie betonte, dass Sunrun zuversichtlich ist, dass es in der Lage sein wird, die vollen 30 Megawatt Leistung zwischen 19 und 21 Uhr von Kunden zu liefern, die sich anmelden. „PG&E betrachtet dies als eine Art Experiment“, sagte er. ”Könnte es sich mit PG&E zu etwas Größerem entwickeln? Sicher.”
Software ist der Schlüssel zum Management virtueller Kraftwerke
Sunrun hat sich mit Lunar Energy zusammengetan, einem gut finanzierten Startup aus dem Silicon Valley, das die Software bereitstellt, die die PG&E-Studie verwalten wird. Es verfügt über umfangreiche Erfahrung aus der Verwaltung von Zehntausenden von Batterien hinter dem Zähler für Kunden auf der ganzen Welt. ”Lunar hilft uns, diese kritischen Prioritäten mit unseren Kunden in Einklang zu bringen”, sagte Peattie. ”Wir müssen bei unseren Sendungen tadellos sein und sicherstellen, dass die Batterie von niemandem zu schwach ist, um während dieses Versandfensters Notstrom zu liefern.” Wie gut Sunrun und Lunar Energy die konkurrierenden Bedürfnisse der Kunden und des Versorgungsunternehmens ausgleichen, wird PG&E im Laufe des Jahresvertrags mit Sunrun genau untersuchen, sagte John Hernandez.
Das wegnehmen
Die Technologie virtueller Kraftwerke ist sicherlich nicht auf Kalifornien beschränkt. Tesla betreibt seit einigen Jahren in Australien einen recht erfolgreichen. Die Skepsis der Energieversorger ist nachvollziehbar. Jahrzehntelang lebten sie recht komfortabel mit einem System, das mehrere Stromquellen kombiniert, sodass Strombedarf jederzeit gedeckt werden kann. Je mehr diese Art von Systemen beweisen, dass sie zuverlässig arbeiten können, desto mehr Versorgungsunternehmen werden sie als Teil ihres normalen Betriebs akzeptieren.
Eine weitere ungenutzte Quelle für Batteriespeicher entwickelt sich – die Batterien in all den Elektrofahrzeugen, die überall in die Nachbarschaft kommen. Wenn der Strom in diesen Batterien so genutzt werden kann, wie es heute bei Wohnspeicherbatterien der Fall ist, eröffnet das völlig neue Wege zur Dekarbonisierung des Stromnetzes – etwas, das so schnell und kostengünstig wie möglich erfolgen muss.