Mit der Inbetriebnahme eines neu entwickelten Hybridsystems aus einer Wasserkraftanlage und einer Lithium-Ionen-Batterie wollen die Lechwerke einen Beitrag zur Stabilität im Stromnetz leisten. LEW Wasserkraft, eine Tochtergesellschaft der Lechwerke, hat dafür auf dem Gelände des Laufwasserkraftwerks in Rain am Lech einen Hochleistungs-Batteriespeicher installiert und mit der Turbinensteuerung des Kraftwerks gekoppelt.
Das Hybridsystem in Rain am Lech ist bayernweit das erste seiner Art. Bei Bedarf kann die Kraftwerk-Batteriespeicher-Einheit von LEW nun innerhalb von nur 30 Sekunden zusätzlichen Strom in das Netz einspeisen. Ebenso schnell reagiert das Hybridsystem bei Stromüberschuss – beispielsweise, wenn energieintensive Industrieprozesse unvermittelt abgeschaltet werden müssen oder bei unerwartet starker Sonneneinstrahlung auf die PV-Anlagen in der Region.
Intelligente Steuerung des Hybridsystems
In diesem Fall kann das System Strom aus dem Netz aufnehmen und in der Batterie speichern. Reicht die Batteriekapazität allein nicht aus, um die Netzfrequenz zu stabilisieren, kann die intelligente Steuerung des Hybridsystems zusätzlich die Stromerzeugung der Wasserkraftturbinen je nach Bedarf kurzzeitig drosseln oder erhöhen.
15 Minuten Primärregelleistung
Diese sogenannte Primärregelleistung kann das Hybridsystem des Wasserkraftwerks Rain am Lech mindestens 15 Minuten lang ohne Unterbrechung bereitstellen und so einen Beitrag dazu leisten, Frequenzschwankungen im europäischen Stromverbundnetz kurzfristig auszugleichen. Das LEW-System übernimmt im Stromnetz damit die Funktion eines Ersthelfers, bis andere Energieerzeuger ihre Einspeiseleistung an den aktuellen Strombedarf der Verbraucher anpassen können.
Mit dieser Primärregelkapazität beteiligt sich LEW an den Ausschreibungen am Regelleistungsmarkt der deutschen Übertragungsnetzbetreiber.
Grundsätzlich ist jedes Laufwasserkraftwerk technisch dazu in der Lage, Schwankungen im Stromangebot des Netzes auszugleichen. Durch Anpassung des Turbinendurchflusses lässt sich die Stromerzeugung jederzeit kurzfristig verringern oder erhöhen. Dank dieser Flexibilität leisten die von LEW betriebenen Wasserkraftwerke seit Jahren einen Beitrag für die Sicherheit der Stromversorgung: im Bereich der Sekundärregelung und der Tertiärregelung (Minutenreserve).
Kein Turbinenverschleiß
Bei der Sekundärregelung wird die Leistung des Kraftwerks einnerhalb von fünf Minuten so angepasst, dass dieses je nach Zustand des Netzes mehr oder weniger Strom einspeist. Bei der Tertiärregelung stehen dafür sogar fünfzehn Minuten zur Verfügung. Leistungsanbieter im Bereich der Primärregelung dagegen müssen auf Netzschwankungen innerhalb von 30 Sekunden reagieren und das variabel in sehr kurzen Zeitabständen.
Wollte man dies ausschließlich mit den technischen Möglichkeiten eines Wasserkraftwerks erreichen, müsste die Steuerung des Kraftwerks seine Leistung immer wieder und schnell anpassen. Entsprechend hoch wäre der Verschleiß der Mechanik an den Turbinen.
Genau hier setzt LEW mit der neuen Lösung an: Mit dem Hybridkonzept kann das Wasserkraftwerk in Rain am Lech nun auch Primärregelleistung liefern, ohne die nachhaltige Funktionsfähigkeit des Kraftwerks zu gefährden. Die an das Kraftwerk gekoppelte Lithium-Ionen-Batterie mit einer Kapazität von mehr als 1600 Kilowattstunden wird mit dem Strom aus den Wasserkraftturbinen gespeist. So ist gewährleistet, dass das Hybridkraftwerk auf die regelmäßig auftretenden Abweichungen zum Sollwert der Netzfrequenz von 50 Hertz jederzeit regieren kann.
Anbindung weiterer Anlagen
Frank Pöhler, Geschäftsführer der LEW Wasserkraft, sieht darin einen großen Vorteil des Hybridsystems: „Der überwiegende Anteil der Primärregelleistung kann allein durch den Batteriespeicher erbracht werden. Eingriffe in die Turbinensteuerung und der damit verbundene Verschleiß der mechanischen Kraftwerkskomponenten werden weitgehend vermieden.“
Die Kopplung von Batteriespeicher und Laufwasserkraftwerk in Rain am Lech ermöglicht aktuell eine Primärregelleistung von maximal drei Megawatt. Die LEW-Systeme sind aber bereits darauf ausgelegt, weitere Erzeugungsanlagen in der Region integrieren zu können. Die Anbindung der LEW-Wasserkraftwerke in Ellgau, Oberpeiching und Feldheim an den vorhandenen Batteriespeicher in Rain am Lech ist bereits in Vorbereitung.
Angebot an externe Kunden
Mit Anschluss jedes weiteren Wasserkraftwerks kann LEW die am Ausschreibungsmarkt angebotene Primärregelleistung um ein weiteres MW erhöhen. Zusätzlich bietet LEW auch externen Kunden die Möglichkeit, geeignete Stromerzeugungsanlagen in das LEW-Hybridsystem zu integrieren. Kommunen und Unternehmen könnten dadurch beispielsweise mit einem Heizkraftwerk, einem Blockheizkraftwerk oder einer Biogasanlage am Markt für Primärregelleistung teilnehmen und entsprechende Zusatzerlöse erzielen.
Das Kraftwerk Rain gehört zu den vier leistungsstarken Lechkraftwerken der Rhein-Main-Donau (RMD) vor der Mündung des Lechs in die Donau. Die Wasserkraftwerke Ellgau, Oberpeiching, Rain und Feldheim erzeugen jährlich etwa 220 Mio. Kilowattstunden Strom aus erneuerbarer Energie. Mit dieser Menge können mehr als 80.000 Haushalte das ganze Jahr über mit elektrischer Energie versorgt werden. (hp)
