Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und 
Strommast mit Himmel und Wolken im Hintergrund
Studie zu Netzverknüpfungspunkten
Gemeinsame Nutzung von Netzverknüpfungspunkten durch Erneuerbare Energien, Speicher und Anlagen zur Sektorenkopplung
Studie zu Netzverknüpfungspunkten
Die NVP-Studie wurde vom BEE in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IEE und der Kanzlei Becker Büttner Held erstellt. Sie untersucht, wie sich eine gemeinsame Nutzung von Netzverknüpfungspunkten durch volatile und steuerbare EE-Erzeuger, Speicher und Anlagen zur Sektorenkopplung auswirkt. In Simulationen wurden dabei deutschlandweit in einem Raster von 6 × 6 km potenzielle Parks hinsichtlich ihres Netzverknüpfungspunktes „überbaut“, um bestehende Kabeltrassen, Transformatoren, Umspannwerke, usw. möglichst effizient zu nutzen. Die Simulationen zeigen auf, wie groß die entstehenden EE-Überschüsse je nach Grad der Überbauung sind, die aufgrund des begrenzten Netzeinspeisungspotenzials nicht an das nachgelagerte Stromnetz weitergeleitet werden können.
Speicher und Anlagen zur Sektorenkopplung (Elektrolyseure, KWK-Anlagen, Power-to X) bieten die Möglichkeit, die bei der Überbauung entstehenden EE-Überschüsse vor Ort zu nutzen, idealerweise ohne EE-Anlagen abzuregeln. Die Studie erläutert die Anforderungen an einzusetzende Stromspeicher, die je nach Art der Überbauung (entweder durch Windenergie oder Photovoltaik) variieren. Außerdem wurde analysiert, welche rechtlichen Maßnahmen notwendig sind, um eine wirtschaftliche Betriebsführung von Stromspeichern zu realisieren.
Abb. 1: Illustration der in der Studie untersuchten Zusammenhänge
und verwendeten Begrifflichkeiten
Web-Anwendung zur NVP-Studie
Die im Rahmen dieser Studie vom Fraunhofer IEE programmierte Web-Anwendung bietet ein deutschlandweites 6 × 6 km Raster und diverse Eingabemöglichkeiten, sodass der Nutzer projektspezifisch eine entsprechende Überbauung simulieren kann. Dabei wertet die Web-Anwendung alle möglichen Kombinationen von Wind- und PV-Leistung am NVP hinsichtlich der zu erwartenden Energieerträge, der Netzeinspeisungen, der EE-Überschüsse, der freien Einspeisepotenziale und der Speicheranforderungen aus und bietet damit eine Hilfestellung für die Optimierung der NVP-Nutzung und die Planung einer effizienten Energiewende vor Ort.
Grundlage für die Modellierung der Windenergie- und PV-Erzeugung sind Daten der Windgeschwindigkeit, der Einstrahlung und der Temperatur aus numerischen Wettermodellen und Satellitendaten aus den Jahren 2010 bis 2017. Für die Windgeschwindigkeit wurde das Reanalyse-Modell COSMO-REA6 des Deutschen Wetterdienstes genutzt, für die Einstrahlung das Satellitenprodukt SARAHv3 der Climate Monitoring Satellite Application Facility und für die Temperatur die Reanalyse ERA5-Land des European Center for Medium-Range Weather Forcasts. Diese Modelle stellen Zeitreihen auf einem regelmäßigen Gitter bereit und bieten dadurch eine flächige Abdeckung Deutschlands. Als Basisgitter für die Studie und die Web-Anwendung wird COSMO-REA6 genutzt, was in ~6 × 6 km Auflösung vorliegt. Die anderen Datensätze wurden mittels “Nächster Nachbar”-Zuordnung auf das REA6 Gitter gemappt.
Die Web-Anwendung ermöglicht die Eingabe von diversen Nennleistungen (NVP-Anschlussleistung, Wind- und PV-Leistung im Bestand und beim Zubau) und die Spezifikation der Anlagen (Anlagentypen, Nabenhöhen, Neigungswinkel, Bifazialität, Ausrichtungen, DC/AC-Verhältnisse). Auf dieser Basis werden Zeitreihen von Windenergieeinspeisung, Photovoltaik, Netzeinspeisung, EE-Überschüssen und freiem Einspeisungspotentzial für die gewählten Wetterjahre angezeigt. Die Berechnungsergebnisse stellen eine Näherung an Realwerte auf Basis der o.g. historischen Wetterdaten und standardisierten Abschattungsrahmen dar. Sie ersetzen kein Wind- oder PV-Gutachten.
Pressekonferenz zur NVP-Studie
