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Virtuelles Kraftwerk: Heimspeicher im Stromnetz erklärt

Was ein virtuelles Kraftwerk ist, wie Aggregatoren Heimspeicher, E-Autos und Wärmepumpen bündeln, welche Netzdienste sie leisten und was Besitzer prüfen sollten.

Strom & NetzVeröffentlicht

Ein virtuelles Kraftwerk ist ein Verbund vieler kleiner Anlagen, etwa Heimspeicher, E-Autos, Wärmepumpen und PV-Anlagen, die eine Software so steuert, dass sie gemeinsam wie ein Kraftwerk wirken. Sie können Verbrauch erhöhen oder senken oder Strom ins Netz abgeben, genau dann, wenn das System es braucht.

So funktioniert ein virtuelles Kraftwerk

Baustein Aufgabe
Anlagen Heimspeicher, Wärmepumpen, Wallboxen, PV-Wechselrichter, Blockheizkraftwerke, Industrieprozesse
Verbindung Internetanbindung jeder Anlage, meist über die Hersteller-Cloud oder eine Steuerbox
Aggregator Unternehmen, das die Anlagen bündelt und ihre Flexibilität vermarktet
Abnehmer Strombörse, Übertragungsnetzbetreiber, Verteilnetzbetreiber
Besitzer erhält Vergütung oder Tarifvorteil und legt Grenzen fest

Der Aggregator prognostiziert, wie viel Flexibilität der Verbund bieten kann: wie viele Kilowatt sich für wie lange zu- oder abschalten lassen. Diese Flexibilität verkauft er und schickt Steuersignale an die Anlagen, wenn sie abgerufen wird. Jede einzelne Anlage trägt wenig bei, Tausende zusammen erreichen die Größe eines konventionellen Kraftwerksblocks.

Wofür virtuelle Kraftwerke eingesetzt werden

Handel an der Strombörse

Der Börsenstrompreis ändert sich stündlich bzw. viertelstündlich. Ein virtuelles Kraftwerk lädt Speicher bei niedrigen Preisen und entlädt sie bei hohen, oder es verschiebt den Betrieb von Wärmepumpen. Das ist dieselbe Logik wie bei einem dynamischen Stromtarif, nur über viele Haushalte koordiniert.

Regelleistung

Die Übertragungsnetzbetreiber müssen Erzeugung und Verbrauch in jeder Sekunde im Gleichgewicht halten, damit die Netzfrequenz bei 50 Hertz bleibt. Dafür beschaffen sie Regelleistung in drei Qualitäten: Primärregelleistung (FCR) für die ersten Sekunden, Sekundärregelleistung (aFRR) und Minutenreserve (mFRR). Anbieter müssen in einer Präqualifikation nachweisen, dass ihre Anlagen zuverlässig reagieren. Batteriespeicher reagieren in Sekundenbruchteilen und eignen sich deshalb besonders für die schnellen Produkte. Aggregatoren bündeln kleine Speicher, um die Mindestgebotsgröße zu erreichen. Den europäischen Rahmen setzen die Netzkodizes, die über ENTSO-E koordiniert werden; in Deutschland überwacht die Bundesnetzagentur die Regelenergiemärkte.

Entlastung der Verteilnetze

Verteilnetze geraten an Grenzen, wenn viele Haushalte gleichzeitig ihr E-Auto laden oder die Wärmepumpe laufen lassen, oder wenn mittags viele PV-Anlagen einspeisen. Ein virtuelles Kraftwerk kann solche Lasten lokal verschieben. Ein verwandtes Instrument in Deutschland ist § 14a EnWG: Seit 2024 dürfen Netzbetreiber die Leistung neu angeschlossener steuerbarer Verbraucher bei Engpässen zeitweise begrenzen, im Gegenzug zahlen die Besitzer geringere Netzentgelte.

Wie Haushalte teilnehmen

Es gibt drei übliche Wege:

  1. Über den Speicherhersteller. Mehrere Hersteller von Speichern und Wechselrichtern bieten Programme an, mit denen kompatible Systeme Teil eines virtuellen Kraftwerks werden.
  2. Über den Stromlieferanten. Einige Lieferanten steuern Speicher oder Wallboxen ihrer Kunden und geben einen Teil des Erlöses über den Tarif weiter.
  3. Über einen spezialisierten Aggregator. Unabhängige Anbieter schließen Verträge mit Anlagenbesitzern und übernehmen die Vermarktung.

Balkonspeicher spielen dabei bisher kaum eine Rolle, weil viele nicht aus dem Netz laden oder sich nicht in der nötigen Form fernsteuern lassen. In Frage kommen vor allem größere, vom Elektrofachbetrieb angeschlossene Heimspeicher. Wie groß ein solcher Speicher sein sollte, steht unter Heimspeicher richtig dimensionieren.

Ein Beispiel aus der Praxis

Stellen Sie sich einen Abend im Januar vor: Der Wind lässt nach, die Börsenpreise steigen, und im Netz droht kurz eine Unterdeckung. Ein virtuelles Kraftwerk mit einigen tausend Heimspeichern bekommt das Signal und gibt in diesem Moment etwas Strom aus jedem Speicher ab oder hält das Nachladen kurz an. Für den einzelnen Haushalt ist das kaum spürbar, solange die festgelegte Reserve unangetastet bleibt. In der Summe ersetzt der Verbund für diese Zeit einen kleinen Kraftwerksblock.

Checkliste vor der Teilnahme

  • Reservierte Kapazität. Wie viel des Speichers darf der Aggregator nutzen, und können Sie einen Mindestladestand als Notstromreserve festlegen?
  • Zyklen und Garantie. Wie viele Zusatzzyklen entstehen, und erlaubt der Hersteller die Fremdsteuerung, ohne dass die Garantie leidet?
  • Vergütung. Pauschale, Zahlung je Abruf oder Tarifrabatt? Wie wird sie berechnet, und darf sie sich ändern?
  • Daten. Welche Verbrauchs- und Gerätedaten erhält der Anbieter, und wofür?
  • Ausstieg. Mit welcher Frist können Sie wieder aussteigen?

Warum virtuelle Kraftwerke wichtiger werden

Je mehr Wind- und Solarstrom im Strommix in Europa steckt, desto mehr Flexibilität braucht das Netz: Verbrauch und Speicherung müssen sich danach richten, wann erneuerbarer Strom verfügbar ist. Früher kam diese Flexibilität vor allem aus Wärmekraftwerken, die hoch- und heruntergefahren wurden. Virtuelle Kraftwerke erschließen eine neue Quelle aus Geräten, die in den Haushalten ohnehin stehen.

Für den einzelnen Besitzer ist ein virtuelles Kraftwerk ein weiterer Weg, einen Speicher zu nutzen, neben Eigenverbrauch und dynamischem Tarif. Für das Netz könnten Millionen kleiner Speicher zusammen ein beachtlicher Ausgleichsfaktor werden.

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Häufige Fragen

Kann ein Balkonspeicher Teil eines virtuellen Kraftwerks werden?

Meist nur, wenn er sich fernsteuern lässt und für viele Dienste auch aus dem Netz laden kann. Viele kleine Balkonspeicher sind nur für Solarstrom ausgelegt, was die Möglichkeiten eines Aggregators einschränkt.

Ist mein Speicher dann leer, wenn ich ihn brauche?

Gute Angebote lassen Sie einen Mindestladestand festlegen, den der Aggregator nicht antasten darf, etwa als Reserve für einen Stromausfall. Prüfen Sie diese Einstellung im Vertrag und in der App.

Verschleißt der Speicher schneller?

Zusätzliche Zyklen bedeuten zusätzlichen Verschleiß. Ob das ins Gewicht fällt, hängt von der Zahl der Zusatzzyklen und den Garantiebedingungen ab, die oft Zyklen oder Energiedurchsatz begrenzen.

Was hat § 14a EnWG damit zu tun?

Nach § 14a EnWG können Netzbetreiber bei Engpässen die Leistung neuer steuerbarer Verbraucher wie Wärmepumpen, Wallboxen und Speicher zeitweise begrenzen, im Gegenzug sinken die Netzentgelte. Das ist kein virtuelles Kraftwerk, folgt aber derselben Idee: Flexibilität im Haushalt für das Netz nutzen.

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