Virtuelles Kraftwerk für die Energiewende

Ein virtuelles Kraftwerk ist ein Zusammenschluss vieler dezentraler Energieerzeuger sowie Speicher und damit das moderne Pendant zum klassischen Großkraftwerk. Nötig ist die digitale Lösung, um trotz schwankender Energieangebote aus Solar- und Windkraftwerken eine sichere Stromversorgung gewährleisten zu können. Wie das funktioniert und welche Rolle virtuelle Kraftwerke in der Energiewende einnehmen, erklären wir in den folgenden Abschnitten. 

Diese Herausforderungen erfordern ein virtuelles Kraftwerk 

Bei der Energiewende geht es darum, fossile Energieerzeuger durch erneuerbare Lösungen zu ersetzen. Während das im Heizungsbereich relativ einfach funktioniert (hier bezieht jeder Haushalt Wärme aus seiner eigenen Anlage), ist das im Stromsektor etwas komplizierter. Denn hier lieferten bisher vergleichsweise wenige Großkraftwerke Energie für alle Verbraucher in Deutschland.

Erneuerbare Energieanlagen wie Photovoltaik-, Windkraftanlagen oder BHKWs sind allerdings im ganzen Land verteilt. Sie gehören einer Vielzahl von Verbrauchern und liefern den Strom nicht gleichmäßig. Scheint die Sonne oder weht der Wind, speisen sie mehr Energie in das Stromnetz ein. Bei Flauten, an trüben Tagen oder in der Nacht, sinkt das Angebot an elektrischer Energie.

Verbraucher, ganz gleich, ob sie im privaten oder im industriellen Bereich angesiedelt sind, benötigen Strom jedoch kontinuierlich. Da konventionelle Großkraftwerke nur sehr träge reagieren, nehmen Netzbetreiber bei Überkapazitäten (mehr Strom als benötigt im Netz vorhanden) zunächst die erneuerbaren Energieanlagen vom Netz. Mit einem virtuellen Kraftwerk ist das nicht nötig.

Virtuelles Kraftwerk: Was ist das und wie funktioniert es?

Anders als bei konventionellen Kohle- oder Gas-Kraftwerken handelt es sich bei einem virtuellen Kraftwerk nicht um eine reale Anlage. Vielmehr versteckt sich hinter dem Begriff eine digitale Steuerzentrale, die das Energieangebot in Echtzeit an den Energiebedarf anpasst.

Virtuelles Kraftwerk steuert verschiedenste Energieerzeuger

Strom kommt bei einem virtuellen Kraftwerk aus dezentralen und regenerativen Energieanlagen. Das sind zum Beispiel Photovoltaikanlagen auf Freiflächen, Dächern oder Industrieanlagen sowie Windkraftanlagen an Land und auf See. Hinzu kommen regelbare Systeme, wie Wasserkraftanlagen und BHKWs, die mit Biomasse oder Biogas funktionieren. Wichtig sind außerdem Stromspeicher, die überschüssigen Strom aufnehmen und für eine gewisse Zeit bevorraten können.

Virtuelles Kraftwerk steuert dezentrale Energieerzeuger
© leowolfert – stock.adobe.com

Sichere Stromversorgung durch flexibel verfügbare Regelenergie

Genau wie das Angebot an regenerativer Energie schwankt auch der Strombedarf im Netz ständig. Um das Ungleichgewicht ausgleichen zu können, steuern digitale Kraftwerke dezentrale KWK-Anlagen. So können sie diese bei Engpässen kurzfristig in Betrieb nehmen. Liefern Solar- und Windkraftanlagen hingegen zu viel, fährt das virtuelle Kraftwerk die sogenannte Regelenergie wieder herunter.

Das Besondere daran: All das funktioniert digital, automatisiert und vor allem schnell. Denn virtuelle Kraftwerke überwachen das Stromnetz kontinuierlich. Sie kennen aktuelle Angebots- sowie Verbrauchsdaten im Smart Grid und errechnen daraus Prognosen, um zukünftige Schwankungen besser vorhersehen und planen zu können.

Die Bedeutung virtueller Kraftwerke für die Energiewende

Im Jahr 2018 konnten alle regenerativen Energieanlagen in Deutschland rund 40 Prozent des hiesigen Strombedarfs decken. Ohne die digitalen Steuerzentralen wäre ein weiterer Ausbau allerdings nur begrenzt möglich. Denn dann ließen sich angebots- und nachfrageseitige Schwankungen nicht zuverlässig ausgleichen. Fossile Kraftwerke würden in Betrieb bleiben und erneuerbare Energieanlagen müssten bei Überproduktionen nach wie vor vom Netz gehen.

Mit der Digitalisierung ist das nicht mehr nötig. Erneuerbare Energien lassen sich auch im großen Stil sicher einsetzen und können konventionelle klimaschädliche Lösungen Schritt-für-Schritt ersetzen. Bereits heute gibt es virtuelle Kraftwerke, die deutlich mehr leisten, als bestehende Atomkraftwerke. Die digitalen Steuerzentralen sind damit ein wichtiger Baustein der Energiewende und unerlässlich, wenn diese im Stromsektor gelingen soll.

Heizung.de Autor Alexander Rosenkranz
Fazit von Alexander Rosenkranz
Ein virtuelles Kraftwerk bündelt zahlreiche dezentrale Energieanlagen zu einem großen Stromversorger. Dieser lässt sich digital und vollautomatisch so steuern, dass das Stromangebot immer optimal zum Strombedarf passt. Die digitalen Steuerzentralen sorgen trotz ständig schwankender Verhältnisse am Strommarkt für eine sichere und zuverlässige Energieversorgung mit regenerativen Energieanlagen. Sie sind damit ein wichtiger Baustein für das Gelingen der deutschen Energiewende.
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