Verteilte Energie-Erzeugung Was ist Virtual Power Plant (VPP)?

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Die Zukunft gehört der verteilten, regenerativen Energie-Erzeugung. Doch die braucht ausgefeilte digitale Technik, damit aus vielen verteilten Energiequellen große virtuelle Kraftwerke (VPP, Virtual Power Plants) werden.

Bislang kam die Elektrizität in unseren Netzen von vergleichsweise wenigen, aber sehr leistungsfähigen Kraftwerken. Mit dem Umstieg auf erneuerbare Energien ändert sich das: An die Stelle der wenigen, starken Erzeuger treten unzählige, an sich relativ schwache Erzeugungsaggregate.

Die wichtigsten Beispiele sind Windturbinen und Solarparks oder -anlagen. Die von ihnen erzeugten Energiemengen werden ins Netz eingespeist. Dazu kommen alle übrigen Erzeuger elektrischer Energie, etwa Blockheizkraftwerke, konventionelle Kraftwerke, Wasserkraftwerke sowie Energiespeicher, etwa Notstromaggegate in Rechenzentren.

Ausgleich von Diskontinuität

Die einzelnen regenerativen Energie-Anlagen liefern eher kleinere Strommengen. Zudem arbeiten sie je nach Witterungsbedingungen nicht kontinuierlich und gleichmäßig.

Deshalb schaltet man mit digitalen Mitteln mehrere von ihnen logisch zu einem so genannten virtuellen Kraftwerk, eben zu einem Virtual Power Plant zusammen. Dabei stört es nicht, wenn sie ihre Energie an der nächst möglichen Stelle ins allgemeine Stromnetz einspeisen.

Die Netzspannung muss konstant bleiben

Neben den Erzeugern gehören zu virtuellen Kraftwerken wegen der diskontinuierlichen Erzeugung meist auch Energiespeicher oder grundlastfähige Elemente, also etwa Gaskraftwerke. Sie gleichen Angebot und Nachfrage aus.

Schließlich sollen Netzspannung und -frequenz konstant bleiben, damit elektrische Geräte zuverlässig versorgt werden und störungsfrei arbeiten. Denn auch VPPs müssen im Gesamtnetz laut Energierecht beitragen.

VPPs verkaufen die von ihnen erzeugte Energie an Endkunden verkaufen. Verkaufen sie mehr als ihre Erzeugungsanlagen im gegebenen Moment hergeben, sitzen ihre Anwender bei solide wirtschaftenden Unternehmen aber nicht auf dem Trocknen, sondern die Betreiber kaufen auf dem Spotmarkt zu – möglicherweise allerdings recht teuer.

Virtualisierung umgekehrt

Also funktioniert das Prinzip der Virtualisierung hier genau umgekehrt wie in der IT: Bei der IT-Virtualisierung wird meist eine große Ressource, beispielsweise ein Server, so durch Software gesteuert, dass mehrere virtuelle Server seine Hardwareressourcen unter sich aufteilen. Beim virtuellen Kraftwerk werden mehrere Energie-Erzeuger, die räumlich weit verteilt sein können, so zusammengefasst, dass sie ihre Kunden versorgen können und das Gesamtnetz stabilisieren.

Geschickt aufgebaute VPPs kombinieren die unterschiedlichen Energieressourcen so, dass schon konzeptionell eine möglichst gleichmäßige Energie-Erzeugung sichergestellt ist. Sie verbinden also Solar- mit Windkapazitäten und Speicher, weil die Sonne tagsüber scheint, und der Wind bei bedecktem Himmel mit größerer Wahrscheinlichkeit weht. Die Dunkelflaute deckt dann der Speicher oder ein grundlastfähiger Erzeuger wie etwa Geothermie ab.

Besser für Umwelt und Einnahmen

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Auch E-Fahrzeuge könnten zukünftig als mobiler Speicher in virtuellen Kraftwerken dienen. Allerdings müssen für die Praktikabilität dieses Konzepts Technologie und Regulierung noch weiterentwickelt werden.

Neue Erlösquellen für Rechenzentren?

Rechenzentren könnten im Rahmen von VPPs neue Erlösquellen erschließen. Denn es ist technisch möglich und vertraglich darstellbar, dass sie beispielsweise Verträge mit einem VPP-Erzeuger schließen, bei denen ihre UPS-Batterien Angebotslücken und Überangebot an Strom in dem VPP abpuffern, wie das Das Comback-Rechenzentrum im Bunker.

Unsichtbar, auf 5 unterirdischen Ebenen

Das Comback-Rechenzentrum im Bunker

Dann speisen die UPS-Batterien Strom ins Netz, wenn er im VPP knapp ist. Ist zu viel davon da, etwa in stürmischen Nächten, wenn die Windturbinen heiß laufen, laden sie mehr als üblich aus. Dafür müssen aber Batteriebänke entsprechend dimensioniert sein. Denn der Strom soll selbstverständlich reichen, um im Notfall das Rechenzentrum so lange zu betreiben, bis der Generator anspringt, oder es geordnet herunterzufahren.

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