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Blick auf die Solaranlagen in Freiamt in Baden-Württemberg (Foto: Andreas Martin / Netze BW)

Freiamt: Solaranlagen und Speicher versorgen E-Autos und Wärmepumpen

In Freiamt, einer 4000-Einwohner-Gemeinde im Landkreis Emmendingen in Baden-Württemberg etwa 25 km nördlich von Freiburg im Breisgau ist die Energiewende bereits Realität. In den Garagen des Ortes hängen die Elektroautos an den Ladestationen. Wärmepumpen springen an, Waschmaschinen und Elektroherde sind in Betrieb. Die PV-Anlage auf dem Dach hat tagsüber viel Strom erzeugt und in den Batteriespeicher im Keller eingespeist.

Photovoltaik und Wind übersteigen stundenweise dreifache Last

Die Einspeisung aus Erneuerbaren Energien u.a. auch aus Solarenergie aus Photovoltaikanlagen beträgt in Freiamt stundenweise das Vielfache der Last. Um diese Solar-Last sinnvoll in das Stromnetz zu integrieren, testet seit Anfang 2020 ein Konsortium um die Netze BW in Freiamt "flexQgrid".

Die 4000 Einwohner Gemeinde Freiamt im Kreis Emmendingen eigne sich für das bundesweit einmalig Pilotprojekt "flexQgrid" ideal, weil die Einspeisung aus Wind- und Photovoltaik-Anlagen die Last stundenweise um das dreifache übertreffe. Das passiert dann, wenn an sonnigen Tagen zusätzlich auch der Wind ordentlich weht. Bei dem auf drei Jahre angelegten Projekt sollen deswegen Verteilnetz, regionale Stromerzeugung, steuerbare Verbraucher und Marktteilnehmer wie Aggregatoren zusammenspielen.

Feldtest flexQgrid startete im August 2021

Im Mittelpunkt steht laut Projektleiterin Carmen Exner der zwölfmonatige Feldtest ab August 2021, für den das Netzampelkonzept den Rahmen setzt. Der Feldtest des Projekts flexQgrid soll nun zeigen, wie lokal erzeugter Strom aus erneuerbaren Energien durch gleichzeitige Nutzung von Batteriespeichern, E-Autos und Wärmestromanlagen in Ortsnetzen unterschiedlicher Struktur optimal ins Stromnetz integriert werden kann. Ziel ist es, Überlastungen im Stromnetz zu vermeiden, bevor sie auftreten.

Einbezogen sind zwei Mittel- und voraussichtlich drei Niederspannungsnetze mit flexiblen Verbrauchern wie Wärmepumpen, Batteriespeichern und Elektrofahrzeugen. Gerade die könnten zukünftig wegen ihrer hohen Gleichzeitigkeit die Auslastung der Netze erheblich verstärken.

Mit Hilfe der Smart-Grid-Technologie werden alle Anlagen und die Situation im Stromnetz überwacht und gesteuert. Dies geschieht anhand einer so genannten „Netzampel“: Wird ein Engpass prognostiziert tritt die „Gelbphase“ ein. Die Strommengen an den Netzanschlusspunkten werden so angepasst, dass der Übergang auf die Ampelfarbe „Rot“ und damit ein direkter Eingriff des Netzbetreibers vermieden werden kann. In der Gelbphase kann außerdem freie Netzkapazität automatisiert über einen blockchain-basierten Sekundärmarktplatz gehandelt werden. Dieser intelligente Ansatz ermöglicht auch in Zukunft, bei gleichbleibender Versorgungssicherheit neue Anlagen schnell ans Stromnetz anzubinden.

54 PV-Anlagen sorgen für optimale Solarstrom-Versorgung

Am Feldtest beteiligt sind 23 Haushalte in drei Niederspannungsnetzen, an die Photovoltaikanlagen, Batteriespeicher und flexible Verbraucher wie Wärmepumpen und Wallboxen für Elektrofahrzeuge angeschlossen sind. Die Haushalte verfügen über ein intelligentes Messsystem und eine Steuerbox sowie über ein Gebäudeenergie-Managementsystem, das den Eigenbedarf optimiert und auf Signale aus dem Netz reagieren kann.

Hinzu kommen 31 zusätzliche Photovoltaik-Anlagen entlang eines Mittelspannungsstrangs. Im Minutentakt werden Messwerte aus den Ortsnetzstationen und von intelligenten Messsystemen an den Netzanschlusspunkten übermittelt. Sie sorgen für die erforderliche Transparenz im Netz und sind Grundlage für Engpasserkennung und Netzzustandsprognose.

Die 4000-Einwohner-Gemeinde Freiamt im Schwarzwald erprobt bereits seit einigen Jahren gemeinsam mit der Netze BW Lösungen für die Energiewende und war bereits Partner beim Vorgängerprojekt „grid control“.

Steckbrief
Projektnummer: 486
Objekt: Ortschaft aus Ein- und Zweifamilienhäusern
Ort: Freiamt
Beteiligte Unternehmen: Netze BW, Fichtner IT Consulting, Forschungszentrum Informatik (FZI), Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Universität Stuttgart, PSI Software, Blockinfinity, Entelios, PRE distribuce
Baujahr: 2020
Quelle: Netze BW

Bilder

Blick auf Solardächer in Freiamt (Foto: EnBW Energie Baden-Württemberg AG)

Schematische Darstellung der verknüpften Erzeuger und Verbraucher im Projekt flexQgrid in Freiamt. (Grafik: Netze BW)

(Grafik: EnBW Energie Baden-Württemberg AG)

(Foto: EnBW Energie Baden-Württemberg AG)

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