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Konventionelle Kraftwerke als als regelbare Lasten 07 Mär 2021 09:47 #81745

Hallo Zusammen,

ich muss hier vielleicht ein wenig ausholen um den Ansatz zu erklären. Elektrische Erzeugungsanlagen (z.B. Erneuerbare Energien/EE) können nicht nach belieben an das elektrische Netz von Netzbetreibern angeschlossen werden. Hierbei ist u.a. ein Wirkleistungsmanagement der Anlagen umzusetzen (VDE-AR-N 4110). Bedeutet die Anlagen sollen bei zu viel Erzeugung, zur Gewährleistung der Netzstabilität, durch den Netzbetreiber abgeregelt werden können. (Erzeugung und Last muss im Gleichgewicht sein). Und hier liegt der Hase im Pfeffer. Es ist irrational die erzeugte Energie abzuregeln. Begründet wird dies mit dem Mangel an Speichern (Lasten) vor Ort.
Hier folgt mein Lösungsvorschlag: Wir nutzen unsere reichlich vorhandenen und gut angebunden thermischen Kraftwerke, die bereits im Vorfeld der Abregelung der EE gedrosselt wurden, als indirekte Speicher. Die Mindestleistung eines thermischen Kraftwerks beträgt etwa 50% der Nennleistung. Ersetzt man nun den für diesen Arbeitspunkt notwendigen Brennstoff durch elektrische EE, z. B. als Heizstab im Kessel, lässt sich Brennstoff zurückhalten und CO2-Emmisionen reduzieren. Man würde Brennstoffe einsparen.
Die Kraftwerke könnten somit als sehr große steuerbare Lasten im Netz verwendet werden bei relativ geringem Aufwand. Erzeugung und Verbrauch wären bei Überangebot EE bzw. zu geringer Last danach wieder im Gleichgewicht. Ich möchte jedoch nicht ausschließen, dass diese Idee noch nicht voll ausgereift ist. Genutzte Energie sollte in jedem Fall mehr Wert sein als abgeregelte. Besonders wenn es sich um 6,482 TWh pro Jahr (2019) handelt [1].
Über konstruktive Kritik an dieser Überlegung würde ich mich sehr freuen.

Mit freundlichen Grüßen

Tee fan

[1] Quelle:PV-Magazin

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Konventionelle Kraftwerke als als regelbare Lasten 04 Apr 2021 17:46 #82604

Ein Kraftwerk das aus Strom Wärme und daraus wieder Strom macht ist keines.
Bestenfalls taugt das als Energiespeicher mit ziemlich schlechtem Wirkungsgrad. Dafür müsste jedoch ein Weg gefunden werden die Wärme irgendwie in größerer Menge zwischenzuspeichern... sprich, man müsste in die Kohlebunker rießige Thermoskannen einbauen... ist es das was dir vorschwebt?
assume good faith

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Konventionelle Kraftwerke als als regelbare Lasten 04 Apr 2021 22:09 #82609

Hier folgt mein Lösungsvorschlag: Wir nutzen unsere reichlich vorhandenen und gut angebunden thermischen Kraftwerke, die bereits im Vorfeld der Abregelung der EE gedrosselt wurden, als indirekte Speicher. Die Mindestleistung eines thermischen Kraftwerks beträgt etwa 50% der Nennleistung. Ersetzt man nun den für diesen Arbeitspunkt notwendigen Brennstoff durch elektrische EE, z. B. als Heizstab im Kessel, lässt sich Brennstoff zurückhalten und CO2-Emmisionen reduzieren. Man würde Brennstoffe einsparen.

Man braucht bekanntlich die konventionellen Wärmekraftwerke um den Strombedarf zu decken, wenn die erzeugte EE nicht ausreicht (bei zu wenig Wind/Sonne). Bei zu viel EE muss der überschüssige Strom aber irgendwie verklappt bzw. die EE heruntergefahren werden, denn die konventionellen Kraftwerke sind dafür zu träge. Man kann z.B. ein Atomkraftwerk oder Kohlekraftwerk nicht einfach mal kurz runterfahren, wenn Wind aufkommt und/oder die Sonne für ein paar Stunden scheint. Insgesamt hat man ja dann kurzfristig zu viel Strom und es würde nicht helfen, mit dem überschüssigen Strom noch die Wärmekraftwerke zu heizen, die ja zu der Zeit eh am Runterfahren sind und gar nicht weiter beheizt werden sollen.

Aber wenn die Wärmekraftwerke bereits am Mindestarbeitspunkt sind und es trotzdem überschüssige EE gibt, dann wäre das m.E. schon sinnvoll. Allemal besser als den überschüssigen Strom zu negativen Preisen zu exportieren oder die EE-Betreiber mit 90% des Preises zu bezahlen für Energie, die sie hätten liefern können, wenn ihre Anlagen nicht mangels Bedarf teilweise still stehen müssten. Die Frage ist, ob solche Situationen überhaupt in nennenswertem Maß vorkommen, so dass sich der vermutlich erhebliche technische Aufwand lohnen würde.
Also sprach das Photon: Wo wir sind ist vorne! Und sollten wir mal hinten sein, dann ist hinten vorne!

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Letzte Änderung: von Steinzeit-Astronom.

Konventionelle Kraftwerke als als regelbare Lasten 04 Apr 2021 22:33 #82610

Tee Fan,

Konventionelle Kraftwerke haben den Nachteil, dass sie entweder unter Volllast laufen, oder abgeschaltet sind.
Alles andere ist nicht wirtschaftlich darstellbar.
Könnte man ihren Energiebeitrag regeln, sprich nach Bedarf, wäre das absolut sinnvoll.
Geht aber so nicht.
Steigt der Energiebeitrag der erneuerbaren Anteile, dann wäre es wünschenswert, den Energiebeitrag der konventionellen Kraftwerke regelbar herunter zu fahren.
Das scheint nur zu gehen, wenn man einzelne Kraftwerke ganz abschaltet und andere weiter laufen lässt, um die Grundlast zu sichern.

Das Schlüsselthema sind Energiespeicher, die die Grundlast immer absichern können, egal woher die Energie kommt.

Thomas

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Konventionelle Kraftwerke als als regelbare Lasten 04 Apr 2021 22:52 #82611

Konventionelle Kraftwerke haben den Nachteil, dass sie entweder unter Volllast laufen, oder abgeschaltet sind.
Alles andere ist nicht wirtschaftlich darstellbar.

Das ist doch Unsinn. Wo nimmst du das her?
Auch wenn es unwirtschaftlich ist, es geht nicht anders und wird so gemacht, dass sie auch unter Teillast arbeiten.

Wiki weiß (Hervorhebung von mir):

Beim Anfahren eines Kohlekraftwerks wird zwischen Heißstart, Warmstart und Kaltstart unterschieden.
[...]
Steinkohlekraftwerke benötigen für einen Heißstart 2 bis 4 Stunden; ein Kaltstart nach längerem Stillstand dauert 6–8 Stunden. Braunkohlekraftwerke benötigen für einen Kaltstart 9 bis 15 Stunden und sind deutlich schlechter regelbar. Zudem können heutige Braunkohlekraftwerke nicht unter 50 % Leistung gedrosselt werden, da sonst die Kesseltemperatur zu stark absinken würde. Eine größere Regelbarkeit wird angestrebt, wobei jedoch ein Herunterregeln auf unter 40 % der Nennleistung als unwahrscheinlich gilt.

Werden Kohlekraftwerke im Teillastbetrieb gefahren, sinkt der Wirkungsgrad etwas ab. Bei den modernsten Steinkohlekraftwerken liegt der Wirkungsgrad im Volllastbetrieb bei ca. 45–47 %. Werden diese Kraftwerke auf 50 % Leistung gedrosselt sinkt der Wirkungsgrad auf 42–44 % ab.
[...]
Aufgrund ihres schwerfälligen Anfahrverhaltens zahlen besonders Braunkohlekraftwerke zuweilen Negative Strompreise, damit sie ihren Strom abgenommen bekommen. Braunkohlekraftwerke und Kernkraftwerke sind am stärksten von diesem Phänomen betroffen, wenn niedriger Bedarf mit hohen Einspeisungen z. B. von Windenergie zusammentreffen. So war zwischen September 2008 und Mai 2010 während 91 Stunden an der Strombörse ein negativer Strompreis zu verzeichnen; während dieser Zeit speisten Windkraftanlagen überdurchschnittlich viel Leistung ins Netz ein (über 10 GW). In Zeiten negativer Börsenstrompreise liefen Braunkohlekraftwerke mit einer Auslastung von bis zu 73 %, bei Niedrigpreisen mit bis zu 83 % weiter, da sie nicht flexibel genug heruntergefahren werden konnten. Eine Auslastung von 42 % wurde dabei nie unterschritten.


Das Schlüsselthema sind Energiespeicher, die die Grundlast immer absichern können, egal woher die Energie kommt.

Schlüsselthema für Science-Fiction Romane vielleicht, aber bis jetzt sind ausreichende Speicher nicht in Sicht. Die Speicherkapazitäten, um die es dabei geht (ca. 11 TWh, Terawattstunden), sind in absehbarer Zukunft weit mit den üblichen Pumpspeicherkraftwerken jenseits von allem Machbaren: In Deutschland haben wir derzeit 35 davon mit einer Kapazität von 0,038 TWh, in Westeuropa insgesamt 0,328 TWh. Wenn man in Westeuropa noch alles an Pumpspeicherkraftwerken baute, was geologisch möglich ist, dann käme man auf maximal 2,62 TWh ( Quelle ).

Besser sieht es wohl aus über Wasserstoff bzw. Methan (Erdgas, wofür es ausreichend Speicher gibt), wobei der Wirkungsgrad aber sehr schlecht ist, was den Strom enorm teuer macht ( ebenda ). Das ist anscheinend die Strategie, auf die Politik in Deutschland für die Zukunft setzt.
Also sprach das Photon: Wo wir sind ist vorne! Und sollten wir mal hinten sein, dann ist hinten vorne!

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