Stromnetz der Zukunft – mitten auf der Alb

In Sonderbuch auf der Schwäbischen Alb testen die Einwohner gemeinsam mit Wissenschaftlern das intelligente Stromnetz von morgen. Selbstverständlich unter Realbedingungen.

Fast auf jedem Dach sind Solarzellen zu sehen: Die einmalig hohe Dichte an Photovoltaikanlagen im Ortsteil Sonderbuch (Gemeinde Zwiefalten, Landkreis Reutlingen) stellt das Verteilnetz auf eine echte Probe. Denn bei strahlendem Sonnenschein wird besonders viel Strom ins Netz eingespeist. Oft übersteigen dann die produzierten Mengen den aktuellen Verbrauch und müssen gespeichert werden. Das können bereits viele herkömmliche Akkus. Viel schwieriger ist jedoch die Situation bei wechselhaftem Wetter: Wenn Sonne und Wolken sich abwechseln, kann die Einspeiseleistung in Sekundenschnelle rapide abnehmen. Das führt zu starken Spannungsschwankungen, die das Verteilnetz belasten. Wie man diesen Schwankungen am besten begegnen kann – daran wird in Sonderbuch geforscht.

Franz Untersteller gratuliert zum gelungen Projekt
Gemeinsam für die Energiewende: In Sonderbuch entsteht das Stromnetz von morgen. // Copyright: Ingo Rack

Prototyp mit Vorbildcharakter

Sonderbuch eignet sich aufgrund seiner überschaubaren Größe ideal für einen von der EnBW im Jahr 2011 initiierten und finanzierten Praxistest. Rund 190 Einwohnerinnen und Einwohner nehmen mit etwa 60 Photovoltaikanlagen an dem Großversuch, dem „Netzlabor Sonderbuch“, teil. In einer ersten Phase erhielten Trafostationen moderne Messtechnik und Haushalte intelligente Zähler, die umfangreiches Datenmaterial zu Stromflüssen und der Spannung im Netz lieferten. Anhand der Messdaten konnten erhebliche Schwankungen festgestellt werden, die das Netz an seine Belastungsgrenze bringen und die weitere Integration erneuerbarer Energien verhindern. Auf Grundlage dieser Zahlen wurde in einer zweiten Projektphase ein regelbarer Ortsnetz-Transformator errichtet, um das Einspeisemanagement zu optimieren und Schwankungen auszugleichen. Um Spannungsspitzen zu glätten, wurde in einer dritten Projektphase ein Batteriespeicher installiert. Im letzten Schritt des ersten Pilotversuchs ging es darum, das vorhandene Netz durch intelligente Netzsteuerung effizienter zu nutzen. Deshalb wurde das automatisierte Netzsteuerungssystem „iNES“ installiert, das den aktuellen Zustand und anstehende starke Schwankungen im Ortsnetz automatisch registriert. Das System kann anhand der Daten Fehlentwicklungen erkennen und weitgehend automatisiert entgegenwirken. Dies geschieht unabhängig von einer Leitstelle, da die dafür notwendige Intelligenz vor Ort in der Ortsnetzstation verbaut ist.

Neue Standards für EE-Anlagen

Eine wichtige Aufgabe des Sonderbucher Projektes ist es, Innovationen vom Feldtest auf die Fläche zu übertragen und das Netz für alle denkbaren Verbrauchs- und Einspeisesituationen zu rüsten. Denn Betreiber sind gesetzlich dazu verpflichtet, ihr Netz auf eine Maximalleistung auszurichten. Bei weiterem Zubau von Erneuerbare-Energien-Anlagen wäre der Netzausbau mit der bislang gängigen Technik eine kostspielige Angelegenheit. Die Erfahrungen in Sonderbuch helfen dabei, intelligente Speicher weiterzuentwickeln und damit neue Standards zu setzen.

Immer was los

Seit Beginn des Projekts ist viel passiert – und in Sonderbuch wird weiter geforscht: So wurde das Netzlabor im Sommer 2016 kurzzeitig mit einem E-Mobil samt 22-kW-Wandladestation und einem Einzelstrangregler ausgestattet, um auch die Wechselwirkungen zwischen Photovoltaikstrom und Elektromobilität zu erforschen (Quelle: Stiftung Energie & Klimaschutz). Seit Mitte 2017 entwickelt das Netzlabor gemeinsam mit der Universität Stuttgart einen „interaktiven Smart Grid Demonstrator“, eine baukastenbasierte Lösung zur Überwachung und Steuerung des Netzlabors. 
Weiterhin ist eine Day-Ahead-Vorhersage über die Netzzustände geplant: Auf Basis von Last- und Erzeugerprognosen sollen die Netzzustände für den Zeithorizont eines Tages vorausbestimmt und Empfehlungen für den Einsatz der Erzeuger und Verbraucher gemacht werden. 
Einen Überblick über alle aktuellen Aktivitäten in Sonderbuch finden Sie hier.

Sonnige Aussichten für Sonderbuch im Landkreis Reutlingen

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