Die Art und Weise der Energieerzeugung verändert sich. In Zukunft wird sich die Strommenge aus erneuerbaren Quellen wie Wind und Sonne vervielfachen. Und mit dem Ursprung der Energie ändert sich auch ihr Weg von der Erzeugung zum Kunden. Die Elektrizitätsnetze von heute müssen auf intelligente Art automatisiert werden, so dass das Energiesystem von morgen funktionieren kann – im Fachterminus "Smart Grid" genannt.

Die heutigen Energieversorgungsnetze sind auf die Beförderung von Strom zum Endkunden hin ausgelegt, nicht aber auf einen Rückfluss der Energie, wie er durch eine Vielzahl von dezentralen Einspeiseanlagen (Wind, Biomasse, Photovoltaik) entstehen kann. Strom wird traditionell in großen zentralen Kraftwerken erzeugt und von dort aus verteilt. Mit zunehmendem Ausbau der erneuerbaren Energieerzeugungsanlagen, insbesondere der Photovoltaik, verändert sich auch diese zentralisierte Methodik. Ein gutes Beispiel hierfür befindet sich in Bayern: Dort werden gegenwärtig an sonnigen Tagen im Sommer mehr als 2.000 MW  – dies entspricht einer Leistung von circa zwei Großkraftwerken – photovoltaischer Solarenergie auf mittlerer und niedriger Spannungsebene in das Verteilnetz gespeist. Das heißt, daß eine Rückspeisung der Energie aus dem Nieder- und Mittelspannungsnetz ins Hochspannungsnetz erfolgt.

Die Herausforderung besteht nun darin, Methoden zu entwickeln, mit denen wir die unterschiedlichen Einspeiser auf allen Ebenen des Netzes optimal in das System integrieren können. Das Verteilnetz übernimmt damit aus unserer Sicht eine extrem wichtige Funktion als Wegbereiter für CO₂-arme Energieträger.

Das E.ON Bayern-Forschungsprojekt

Die Nutzung Erneuerbarer Energien ist für die künftige Energieversorgung unerlässlich. Aktuell finden insbesondere Photovoltaikanlagen großen Zuspruch. Die daraus resultierende Zunahme an dezentralen Einspeiseanlagen stellt, aufgrund des komplexen Zusammenspiels zwischen Energielieferung und Energiebezug, hohe Anforderungen an das Stromverteilnetz. Für E.ON Bayern als Netzbetreiber ist es wichtig zu wissen, wie sich die Einspeisung aus zahlreichen dezentralen Anlagen auf unser Stromnetz auswirkt, um Erkenntnisse für das Netz der Zukunft zu gewinnen und dieses optimal anpassen und ausbauen zu können.

Im Rahmen des E.ON Bayern-Forschungsprojektes möchten wir deshalb im Zeitraum von 2010 bis 2012 in ausgewählten Gemeinden (Moos, Niederalteich, Osterhofen, Winzer) den Einfluss von Photovoltaikanlagen im Mittel- und Niederspannungsnetz in Theorie und Praxis untersuchen. In diesem ausgewählten Projektgebiet konnten bereits ca. 800 EEG(Erneuerbare-Energien-Gesetz)-Einspeiser mit einer Spitzenleistung von ca. 15 Megawatt (MW) in die Niederspannung integriert werden. Gegenwärtig speisen drei größere Erzeugungsanlagen in die Mittelspannungsebene ein. Zwei weitere Anlagen befinden sich in der Planung und lassen die Spitzenleistung der Einspeisung in das Mittelspannungsnetz auf zukünftig ca. 10 MW ansteigen.

Um den Einfluss dieser Anlagen und die Abläufe im Netz für das Projektgebiet untersuchen zu können, sollen Messstellen im Mittel- und Niederspannungsnetz errichtet werden, um den Energiefluss im Versorgungsnetz während dieser drei Jahre erfassen zu können. Zu diesem Zweck werden vier Mittelspannungsleitungen aus dem Umspannwerk Seebach mit Power-Quality-Messgeräten der Firma A. Eberle GmbH & Co. KG ausgestattet. Darüber hinaus werden zusätzlich 100 Transformatorstationen und das Schalthaus Osterhofen mit diesen modernen Spannungsqualitäts-Messgeräten ausgerüstet.

Zusätzlich ist es erforderlich, das Energieeinspeiseverhalten von Einspeiseanlagen aufzunehmen und auszuwerten. Dies erfolgt durch den Einbau von „intelligenten Zählern“ mit ¼-Stunden-Lastgangmessung (Wirk- bzw. Blindleistung) und einem integrierten Spannungsqualitätsmesswerk bei unseren Kunden. Zum Einsatz kommen hierfür Zähler der Firma EMH Metering GmbH & Co. KG, die in leicht geänderter Konfiguration bereits vielfach bei E.ON Bayern im Einsatz sind. Eine spezielle Ausführungsvariante des Zählers stellt die notwendige Funktionalität der Spannungsqualitätsmessung bereit und lässt so die Erfassung und Bewertung der direkten Auswirkungen auf die Spannung beim Endkunden zu.

Darüber hinaus ermöglicht uns diese moderne Zählertechnik, dem Kunden ein Webportal anzubieten, über das er den Verlauf seiner Einspeisung und seines Bezugs einsehen kann. Im Zuge des Forschungsprojektes können wir dieses Angebot einer begrenzten Anzahl von ca. 500 Kunden machen, bei denen im Anschluss der Einspeise- und Bezugszähler gewechselt werden.

Im Verlauf unseres Forschungsprojektes „Netz der Zukunft“ werden weitere moderne Konzepte und Bauteile entwickelt, deren Einsatz untersucht und ihre Nutzungsmöglichkeit im künftigen Versorgungsnetz bewertet, um auch bei immer stärker schwankenden Einspeiseleistungen eine hohe Spannungsqualität und die gewohnte Versorgungssicherheit sicherstellen zu können.

Bei der Auswertung der Messergebnisse wird E.ON Bayern unterstützt durch die Projektpartner

	Technische Universität München
	Hochschule München
	A. Eberle GmbH & Co. KG, Nürnberg
	EMH Metering GmbH & Co. KG, Wittenburg

Projekt Sol-ion

Als Partner nimmt E.ON Bayern am Sol-ion Projekt zur Umwandlung und Speicherung von Photovoltaik(PV)-Energie teil, in dem der Einsatz von neuartigen PV-Wechselrichtern mit integriertem Speicher untersucht wird. Es handelt sich bei diesen speziellen Wechselrichtern um eine Kombination von Stringwechselrichter, Batterieladegerät und Lithium-Ionen Akku, die von den Industriepartnern Saft Batterien GmbH, voltwerk electronics GmbH und Tenesol entwickelt wurden, um den Eigenverbrauch besser an die dargebotsabhängige (schwankende) Erzeugung anzupassen. Überschüssige Energie wird zu den Tageszeiten mit hoher PV-Einspeisung im Speicher gepuffert und zu Tageszeiten mit geringer Einspeisung wieder abgegeben.

Weitere Informationen zum Sol-ion Projekt: