Speicher für sicheren Strom allein aus Wind und Sonne

Seite 4: Speicherleerungskurven zur Ermittlung des Speicherbedarfs

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Die Abbildungen 9 a bis c zeigen Speicherleerungskurven für die größten Länder Europas und verbrauchsanteilsgewichtet für den gesamten Kontinent.

Mit einer jeweiligen Erzeugungsreserve von 30%, Speichern mit 80% Wirkungsgrad4, leistungsstarker kontinentaler Vernetzung und einer Reihe weiterer Annahmen, die den Szenarien zugrunde liegen, zeigen sie die Inanspruchnahme von Speichern für eine sichere und bedarfsgerechte Stromversorgung, die alleine aus a) Windenergieanlagen mit 20% Benutzungsgrad, b) Windenergieanlagen mit 50% Benutzungsgrad und c) Solarenergieanlagen bestehen würde.

Abb. 9 a. Speicherleerung in Tagesladungen zu Windenergieanlagen mit 20% Benutzungsgrad. Alle Grafiken: M. Popp
Abb. 9 b. Speicherleerung in Tagesladungen zu Windenergieanlagen mit 50% Benutzungsgrad
Abb. 9 c. Speicherleerung in Tagesladungen zu globalstrahlungsproportionaler Solarenergie

Den Speicherleerungskurven, wie beispielhaft gezeigt, kann bei einer repräsentativen Langzeituntersuchung die erforderliche Speicherkapazität entnommen werden, die notwendig wäre um eine stets sichere und bedarfsgerechte Versorgung gewährleisten zu können.

In der Realität würde es sich bei einer erneuerbaren Stromversorgung nicht um eine Monostruktur handeln, wie in den Szenarien der Bilder 9 a bis c angenommen, sondern um einen Mix von Erzeugungsanlagen.

Abb. 10. Speicherleerung in Tagesladungen einer kontinental vernetzten und auf minimalen Speichbedarf optimierten Kombination aus Windenergieanlagen mit 50% Benutzungsgrad und Solarenergieanlagen.

Würden diese allein aus Windenergieanlagen mit 20% Benutzungsgrad und Solarenergieanlagen in einer regional jeweils speicherbedarfsminimierenden Kombination bestehen, dann ließe sich bei einer kontinentalen Vernetzung der Speicherbedarf bei einer 30prozentigen Erzeugungsreserve auf ca. 14 Tagesladungen reduzieren. Würden stattdessen Windenergieanlagen mit 50% Benutzungsgrad eingesetzt, wie in Abbildung 10 gezeigt, dann läge der Speicherbedarf bei lediglich sechs Tagesladungen.

Man erkennt bei dieser optimiert kombinierten Erzeugung aus Wind und Sonne, dass die Speicher dabei sehr selten und vorwiegend im Winter in größerem Umfang in Anspruch genommen werden müssten. In der weit überwiegenden Zeit wären die Speicher gut gefüllt.

Durch Erhöhung der Erzeugungsreserve auf beispielsweise 80%, ließe sich der Speicherbedarf weiter reduzieren auf z.B. zwei Tagesladungen. Abbildung 11 gibt einen Überblick über die notwendige Speicherkapazität in Abhängigkeit von der angenommenen Erzeugungsstruktur.

Einordnung des Speicherbedarfs einer Stromversorgung aus Wind und Sonne

Auch Speicherkapazitäten, die die vollständige Stromversorgung mit einer Reichweite von nur sechs Tagen sicherstellen müssten, liegen um mehr als das 200-Fache über der Speicherkapazität, die derzeit in Deutschland verfügbar ist und zum Ausgleich der vergleichsweise geringen Erzeugungsabweichungen der konventionellen Stromversorgung eingesetzt wird.

Wegen insgesamt günstiger Eigenschaften wären Pumpspeicherkraftwerke prädestiniert für diese Aufgabe. Diese müssten allerdings in neue Kapazitätsgrößenordnungen vorstoßen.

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