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Batteriegroßspeicher sollen künftig nicht nur Strom puffern, sondern aktiv zur Netzstabilität beitragen. Das Forschungsprojekt SUREVIVE erprobt am Standort Föhren, wie das in der Praxis funktionieren kann. Beteiligt sind der Netzbetreiber Schoenergie, der Verteilnetzbetreiber Westnetz, das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) sowie die Universität Stuttgart.
Das physikalische Problem hinter der Energiewende
Konventionelle Kraftwerke stabilisieren das Stromnetz durch ihre rotierenden Massen. Diese sogenannte Momentanreserve, auch als Schwungmasse oder Trägheit bezeichnet, dämpft Frequenzschwankungen automatisch und innerhalb von Millisekunden. Fällt ein Kraftwerk aus, bremsen diese Massen den Frequenzabfall ab und geben dem Netz Zeit zur Reaktion.
Windkraftanlagen und Photovoltaikanlagen haben keine rotierenden Massen. Ihre Wechselrichter koppeln den Strom elektronisch ins Netz ein. Das traditionelle Stabilitätsprinzip entfällt damit. Je mehr erneuerbare Erzeugung ins Netz kommt, desto geringer wird die physikalische Trägheit des Gesamtsystems.
Netzbildende Wechselrichter als technischer Ersatz
Netzbildende Wechselrichter, auf Englisch als „Grid-Forming Inverter“ bezeichnet, können das Verhalten von Synchrongeneratoren softwareseitig nachbilden. Sie erzeugen synthetisch eine Trägheitsreaktion und stützen damit die Netzfrequenz. Das ist der Kernansatz von SUREVIVE.
Das Projekt geht dabei über bisherige Laborversuche hinaus. Es erprobt diese Funktionalität am realen Verteilnetz, also auf der Spannungsebene, die direkt Gewerbe- und Industriekunden versorgt. Das ist technisch anspruchsvoller als der Einsatz auf Übertragungsnetzebene, weil die Netztopologie dort uneinheitlicher und die Spannungshaltung komplexer ist.
Schwarzstartfähigkeit als zusätzliche Funktion
SUREVIVE testet neben der Momentanreserve auch die Schwarzstartfähigkeit. Gemeint ist die Fähigkeit, ein ausgefallenes Netz ohne externe Stromversorgung wieder hochzufahren. Klassisch ist das eine Funktion von Pumpspeicherkraftwerken oder Gasturbinen. Dass ein Batteriespeicher mit netzbildendem Wechselrichter diese Rolle auf Verteilnetzebene übernehmen kann, gilt als wichtiger Fortschritt.
Gelingt der Nachweis im laufenden Betrieb, eröffnet das neue Möglichkeiten für die Netzplanung. Verteilnetzbetreiber könnten Schwarzstartkonzepte künftig auch ohne konventionelle Erzeuger im Netzgebiet umsetzen.
Was das für Industrie und Mittelstand bedeutet
Für Unternehmen mit eigenem Netzanschluss auf Mittel- oder Niederspannungsebene sind solche Entwicklungen mittelfristig relevant. Wer einen Batteriespeicher betreibt oder plant, sollte die regulatorische Entwicklung beobachten. Die Bundesnetzagentur und der europäische Netzverbund ENTSO-E diskutieren Mindestanforderungen an die Netzstabilität in Regionen mit hohem Anteil erneuerbarer Erzeugung.
Speichersysteme mit netzbildenden Funktionen werden gegenüber einfachen Lade- und Entladeanlagen voraussichtlich anders vergütet oder regulatorisch bevorzugt behandelt. Wer jetzt Großspeicher plant, sollte prüfen, ob die eingesetzten Wechselrichter diese Funktionalität technisch unterstützen.
Standort Föhren als Referenzprojekt
Der Batteriespeicher in Föhren, betrieben von Schoenergie, ist die reale Testumgebung unter Netzbedingungen. Die Einbindung von Westnetz als Verteilnetzbetreiber ist dabei zentral. Nur mit Zugriff auf Netzdaten und Schalthoheit lässt sich das Verhalten des Systems unter verschiedenen Lastszenarien valide testen.
Fraunhofer ISE liefert die wissenschaftliche Methodik und Messtechnik. Die Universität Stuttgart bringt Modellierungs- und Simulationskompetenz ein. Das Konsortium deckt damit die gesamte Kette von der Grundlagenforschung bis zum Netzbetrieb ab.
Fazit
SUREVIVE adressiert eine strukturelle Schwachstelle des künftigen Stromnetzes direkt und praxisnah. Ob netzbildende Wechselrichter in Großspeichern zur Standardtechnologie werden, hängt von den Ergebnissen solcher Demonstrationsprojekte ab. Für Betreiber von Industrieanlagen mit unterbrechungsfreiem Strombedarf und für Energieverantwortliche im Mittelstand lohnt es sich, die Ergebnisse zu verfolgen. Die Anforderungen an Speichersysteme werden sich ändern, technisch wie regulatorisch.
