solare Selbstversorgung

Diese Informationen sollen dazu dienen, sich an einem konkreten Beispiel einmal eine Vorstellung davon zu machen, vor welchen Herausforderungen wir stehen, wenn wir die Energiewende in Deutschland packen wollen. Im Jahr 2015 haben wir Deutschen schon ca. 30% unseres Stroms aus erneuerbaren Quellen bezogen.

Strommix 2018: Stromerzeugung in Deutschland [Netto]
Infografik "Strommix 2018: Stromerzeugung in Deutschland [Netto]" von STROM-REPORT.de

 

 

Für das Johanneum kann man abschätzen, dass einem Bedarf von ca. 160.000kWh (in 2018) bei einer installierten Gesamtleistung von ca. 78kWp und einem spezifischem Ertrag von 900kWh/kWp demnächst ein jährlicher Gesamtertrag von ca. 70.000kWh gegenübersteht. Das entspricht einer rechnerischen Selbstversorgungsquote von 43,75%.

 

Hört sich nicht schlecht an, doch die wahre Problematik der erneuerbaren Energien wird erst deutlich, wenn man von den Mittelwerten zu einer Betrachtung des zeitlichen Verlaufs kommt.

 

Erneuerbare Energien haben den bekannten Nachteil, dass sie nicht steuerbar, sondern "fluktuierend" sind, den Tageszeiten folgend und von der Witterung abhängig. In den seltensten Fällen kommt es annäherungsweise hin, dass der zeitliche Verlauf der bereitgestellten Leistung der Nachfrage entspricht. Am Johanneum wird in der Regel weniger elektrische Energie solar erzeugt als benötigt wird, der Rest kommt aus dem öffentlichen Netz. Allerdings wird es auch Zeiten mit Überschüssen geben, besonders in den Sommerferien, die dann ins öffentliche Netz eingespeist werden. Unterm Strich ist das sogar in etwa die Hälfte: 35.000kWh pro Jahr! somit sinkt die Selbstversorgung auf nur noch ca. 22%.

 

Dazu beispielhaft drei Tage am Johanneum:

 

 

Beispiel 1:

Last_Solar 1809

Beispiel 2:

Last_Solar 2011

Beispiel 3:

Last_Solar 2310

Für diesen letzten Tag lohnt es sich Überschüsse und Bezug nochmal gegenüberzustellen:

Last_Solar 2310 Differenz

Im öffentlichen Stromnetz jedoch müssen zu jedem Zeitpunkt regelbare Kraftwerke, wie Gas-, Kohle und Atomkraftwerke für eine Ergänzung der Erneuerbaren sorgen, so dass Angebot und Nachfrage nach Strom zu 100% im Gleichgewicht stehen. Eine immer komplexer werdende  Herausforderung - würde es nicht klappen, droht der Zusammenbruch der Stromversorgung.

Beispielhaft sieht man dies an dem Verlauf in der ersten Maiwoche 2018 an folgender Grafik, die aus einer sehr lesenswerten  Veröffentlichung des Fraunhofer Instituts für solare Energiesysteme (S.37) stammt:erz Last Preis Mai2018

 

Gut sieht man in dieser Darstellung den Tagesverlauf des Gesamtbedarfs an elektrischer Leistung in Deutschland (Last - schwarze durchgezogene Linie) mit der charakteristischen Spitze zur Mittagszeit, als auch die Schwankungen im Wochenverlauf mit dem niedrigeren Bedarf am Feiertag (1.Mai) und am Ende der Woche (Sa/So). In dieser Darstellung werden die Erzeuger aufsummiert: Es fällt auf, dass der Zeitraum der Solarstromeinspeisung eigentlich fast immer mit der maximalen Nachfrage zusammenfällt: Somit ersetzt PV-Strom den Spitzenstrom, der dem Gesetz von Angebot und Nachfrage folgend traditionell der am teuersten zu erzeugende Anteil war. Am Wochenbeginn ist es noch stürmisch und sonnig zugleich, so dass es am lastschwachen Feiertag zu einem Überangebot kommt - der Börsenstrompreis wird sogar negativ, d.h. man bekommt bei Abnahme sogar Geld, das ist billiger als Atom- oder Braunkohlekraftwerke zu drosseln!

Energieerz mai2018

Eine genauere Analyse der Erzeugerkapazitäten zeigt dies noch deutlicher: AKWs laufen immer durch, unabhängig vom Rest; Braunkohlekraftwerke liefern vergleichsweise billige Energie (stoßen aber die meisten Schadstoffe aus! und natürlich auch das meiste CO2 - aber das kostet ja (noch) nichts) und werden als nächstes hochgefahren, dann Steinkohle und schließlich als letztes die teureren, aber saubersten Gaskraftwerke. Mit den Pumpspeicherkraftwerken versucht man die Lücken zwischen momentanem Angebot und der Nachfrage gering zu halten. Aber man sieht hieran, wie klein die aktuellen Speicherkapazitäten in Deutschland sind!

 

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