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Peak-Shaving, was ist das?

Peak Shaving ist der Einsatz von organisatorischen und technischen Mitteln, auftretende Lastspitzen bei der Entnahme aus dem Stromnetz zu glätten. Ziel ist eine möglichst gleichmäßige Entnahme aus dem Verteilnetz, um Stromkosten (Netzentgelte) zu senken.

Bei einem Leistungsentgelt von 180 €/kW (Netz) spart die Reduktion von Lastspitzen um 900 kW ca. 130.000 € pro Jahr.

Peak Shaving ein Praxisbericht

Heute stellen wir Ihnen für das System „Solaranlage mit Speicher“ den Anwendungsfall „Peak Shaving“ vor, den wir mit unserer Muttergesellschaft realisierten. Die Kundin verbraucht heute noch ca. 3 GWh Strom pro Jahr und ist im produzierenden Gewerbe ansässig. Zutreffend ist, das die durch die Kundin in Deutschland produzierten Artikel im internationalen Wettbewerb stehen. Daher bilden die hohen Netzentgelte für Strom, im Netzgebiet der Kundin, einen wesentlichen Energieaspekt. Aufgabenstellung während der Planung war, technische Möglichkeiten zum Peak Shaving (Lastspitzenglättung) zu schaffen, ohne dafür große Eingriffe in den Produktionsablauf vornehmen zu müssen.

Solaranlage mit Speicher im Verbund mit zwei BHKW

Die zum Planungszeitpunkt vorliegenden Stromlastgänge des Produktionsstandortes deuteten darauf hin, dass es möglich ist, von individuellen Netzentgelten gem. §19 StromNEV (Satz 2) profitieren zu können und 80% der Stromnetzentgelte einzusparen.

Die vorhandenen Dachflächen sowie das althergebrachte Strommarktdesign, ließen es nicht zu, ausschließlich auf erneuerbare Energien, d.h. Solaranlage mit Speicher zu setzen. Grund: Die Produktion der Kundin verursacht auch nachts Lastspitzen. Während der frühen Planungsansätze, untersuchten wir außerdem eine deutliche Vergrößerung des Stromspeichers, um mehr Regelkapazität abbilden zu können. Dem gegenüber standen die Kosten für Leistung und Kapazität von Stromspeichern. Um eine größtmögliche Wirtschaftlichkeit für unsere Kundin zu generieren, entschieden wir uns den Einsatz zweier BHKW zu bewerten.

In Simulationen iterierten unsere Ingenieure die optimale Dimensionierung von

  • Regelbareren Lasten in Produktion und Versorgungsanlagen
  • PV-Anlage in Ost-West-Ausrichtung
  • Leistung und Kapazität des Stromspeichers
  • Leistungsprofile der BHKW als Spitzenlastregler
  • Abschaltbaren Lasten in Produktion und Versorgungsanlagen

Das final realisierte Setup zum Peak Shaving umfasste

  • Regelbareren Lasten in Produktion und Versorgungsanlagen im Umfang von ca. 150 kW
  • PV-Anlage in Ost-West-Ausrichtung mit 300 kWP
  • Stromspeicher mit 280 kW Leistung und aktiver Kühlung
  • zwei BHKW mit je 530 kW Leistung ohne thermische Auskopplung (kein Wärmebedarf)

Nach einer ca. einjährigen Begleitphase läuft das System stabil und reduziert Lastspitzen.

Solaranlage mit Speicher und BHKW
Solaranlage mit Speicher und BHKW Peak Shaving

Wirtschaftlichkeit im aktuellen Strommarktdesign

Die Wirtschaftlichkeit der oben genannten Peak Shaving Anlage ergibt sich schlussendlich nicht mehr durch den §19 StromNEV (Satz 2). Für das Erreichen von 7.000 Benutzungsstunden am Netzverknüpfungspunkt sind zwei Parameter wesentlich und entscheidend: Ein möglichst hoher Verbrauch, bei wenig volatilem Lastverhalten.

Durch umfangreiche Energieeffizienzmaßnahmen reduzierte die Kundin ihren Jahresverbrauch erheblich, sodass das Verhältnis zwischen Jahreshöchstlast und Verbrauch relativ ungünstig geworden ist. Hier reicht die vorhandene Regelkapazität kaum noch aus, 7.000 h zu erreichen.

Die aktuelle Parametrierung zielt auf einen möglichst hohen Eigenverbrauch, bei gleichzeitig minimaler Spitzenlast ab. Die niedrigen Stromgestehungskosten zu ca. 60 €/MWh in Verbindung mit der erheblichen Lastreduktion um mehrere hundert kW, bei Leistungspreisen um die 180 €/kW, bieten trotzdem eine enorme Einsparung.

Wirtschaftlichkeit im zukünftigen Strommarktdesign

Das Strommarktdesign wird sich in der Zukunft sicher ändern. War es bisher das Ziel träge, große Kraftwerke planbar und gleichmäßig auszulasten, sollte es zukünftig Ziel sein, die Lastabnahme an die Volatilität der Stromerzeugung anzupassen.

Kurz gesagt: Dann wenn genug Solar- und Windstrom im Netz verfügbar ist, soll die Abnahme der Kunden steigen. Im entgegengesetztem Fall, soll die Abnahme sinken. Ein Anwendungsfall des Peak Shaving, nur in entgegengesetzter Richtung.

Auch hier kann das installierte System einen effizienten Beitrag liefern. Die intelligente Regelung des Speichers sorgt für passgenaues Laden-und Entladen, abhängig von der solaren Leistungsfähigkeit und den Preissignalen des Strommarktes. Die BHKW springen ausschließlich dann an, wenn die Preissignale des Strommarktes über den BHKW Gestehungskosten liegen. Gleiches gilt für die regel- und abschaltbaren Lasten der Produktion und Versorgungstechnik.

Die eingesetzten BHKW sind „H2 ready“, sodass sie sich im Einklang mit den Klimazielen der Bundesregierung befinden.

Auch in diesem, realen Praxisbeispiel zum Peak Shaving wird deutlich:

„Schlau ist, wer nicht nur auf ein Pferd bzw. Energieträger setzt.“

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