Was sind Rasterbedingte Einschränkungen und warum verursachen sie Probleme für Unternehmen?

Netzbeschränkungen stellen Unternehmen, die Energiekosten einsparen, Einnahmen erzielen und Nachhaltigkeitsziele erreichen wollen, vor große Herausforderungen. Diese Einschränkungen schränken oft das Potenzial für die Stromerzeugung vor Ort ein, was bedeutet, dass die Unternehmen nicht in der Lage sind, den betrieblichen Bedarf kosteneffizient zu decken, geschweige denn überschüssige Energie zu erzeugen, um sie an das Netz zu verkaufen.

Es ist keine Überraschung, dass die europäischen Stromnetze weiterhin mit der raschen Zunahme der Einspeisung von erneuerbaren Energien in das Stromnetz zu kämpfen haben. Dies führt häufig dazu, dass die erneuerbaren Energien die alternde Infrastruktur überfordern und die Erzeuger gezwungen sind, das Netz vorübergehend abzuschalten oder für kostspielige Netzverstärkungen zu bezahlen, Kosten, die letztlich von den Rechnungszahlern in jedem Markt getragen werden.

In diesem Leitfaden erläutern unsere Energiespeicherexperten hier bei Wattstor unsere beste Definition, die wichtigsten Arten von Netzbeschränkungen, deren Ursachen und die besten Strategien zur Überwindung der Auswirkungen auf Gewerbegebiete in ganz Europa.

Definition der Gittereinschränkungen

Definitionsgemäß beziehen sich Netzbeschränkungen auf die Beschränkungen innerhalb eines nationalen Netzes, die die effiziente Erzeugung, Übertragung, Verteilung und Integration von Elektrizität aus Stromerzeugungsquellen wie fossilen Brennstoffen, erneuerbaren Energien (Sonne, Wind, Wasser) und Kernkraft behindern. Diese Netzbeschränkungen äußern sich auf unterschiedliche Weise und wirken sich auf die Stabilität und Zuverlässigkeit der Stromversorgung und letztlich auf den finanziellen Gewinn von Gewerbe- und Industriestandorten aus.

Die Überwindung von Netzbeschränkungen ist aus einer Reihe von Gründen von entscheidender Bedeutung:

1. Verringerung der Abhängigkeit eines Standorts von dem angeschlagenen nationalen Stromnetz
2. Maximierung der Solarstromerzeugung vor Ort für eine bessere finanzielle Rendite
3. Unterstützung von Nachhaltigkeitszielen und Integration kohlenstoffarmer Initiativen

Die wichtigsten Arten von Gitterbeschränkungen

Gewerbliche Standorte, die mit Solarenergie betrieben werden, sind mit kritischen Netzeinschränkungen konfrontiert, insbesondere mit Kapazitätsbegrenzungen und Spannungsschwankungen. Batterie-Energiespeichersysteme (BESS) mit DC-gekoppelter Solarkapazität und intelligentem Energiemanagement bieten effektive Lösungen, die eine zuverlässige Stromversorgung gewährleisten und die Nutzung erneuerbarer Energie maximieren.

Kapazitätsengpässe

Kapazitätsengpässe treten auf, wenn die Netzinfrastruktur die erzeugte und verbrauchte Strommenge nicht bewältigen kann. Dies kann sowohl bei Hochspannungs-Übertragungsleitungen als auch bei Niederspannungs-Verteilungsnetzen der Fall sein.

• Engpässe bei der Übertragung
  Überlastung der Leitungen aufgrund hoher Nachfrage oder unzureichender Infrastruktur.
• Überlastung des Vertriebs
  Belastung der Netze, insbesondere in städtischen Gebieten mit wachsendem Energiebedarf.
• Integration erneuerbarer Energien
  Stromspitzen oder -einbrüche aus erneuerbaren Energiequellen können die Netzkapazität übersteigen, was zu Ineffizienzen und möglichen Energieeinschränkungen führt.

Spannungseinschränkungen

Zu den Spannungsbeschränkungen gehört die Aufrechterhaltung eines gleichmäßigen Spannungsniveaus im gesamten Netz. Eine stabile Spannung ist entscheidend für das ordnungsgemäße Funktionieren elektrischer Geräte und die allgemeine Netzstabilität.

• Veränderung der Belastung
  Änderungen der Stromnachfrage können zu Spannungsspitzen oder -einbrüchen führen.
• Blindleistungsmanagement
  Schlechte Handhabung der Blindleistung kann zu Spannungsinstabilität führen.
• Beschränkungen der Ausrüstung
  Ältere oder unzureichende Komponenten haben Schwierigkeiten, das richtige Spannungsniveau aufrechtzuerhalten.

Frequenzbeschränkungen

Frequenzbeschränkungen beziehen sich darauf, die Netzfrequenz innerhalb eines engen Bereichs zu halten (im Vereinigten Königreich in der Regel um 50 Hz). Eine gleichbleibende Frequenz ist entscheidend für die Netzstabilität und den Betrieb elektrischer Geräte.

• Ungleichgewicht von Angebot <> Nachfrage
  Differenzen zwischen Angebot und Nachfrage, die zu Frequenzabweichungen führen.
• Integration von erneuerbaren Energien 
  Schwankende Erträge aus erneuerbaren Energien erschweren die Frequenzregelung.
• Störende Netzereignisse
  Plötzliche Veränderungen, wie Kraftwerksausfälle oder unerwartete Nachfragespitzen, können die Frequenzstabilität stören.

Die häufigsten Ursachen für Netzbeschränkungen

Veraltete oder unzureichende Netzinfrastruktur

Das Stromnetz in vielen Gebieten wurde ursprünglich für ein zentralisiertes Erzeugungssystem gebaut, bei dem der Strom in großen Kraftwerken produziert und nach außen verteilt wird. Diese Infrastruktur ist oft veraltet und reicht nicht aus, um den Anforderungen moderner Energiesysteme gerecht zu werden, insbesondere wenn wir uns auf eine stärker dezentralisierte Erzeugung verlegen.

Überalterte Anlagen und begrenzte Kapazitäten führen zu Ineffizienzen und Engpässen, die die Fähigkeit des Netzes, Strom zuverlässig zu liefern, einschränken. Dies kann sich beispielsweise auf bestimmte Regionen nachteiliger auswirken als auf andere:

Vereinigtes Königreich

Nach Angaben des Netzbetreibers National Grid ESO ist einer der am stärksten eingeschränkten Bereiche des britischen Netzes die B6-Grenze, auch bekannt als die anglo-schottische Grenze. An dieser Grenze muss die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energieträgern häufig vor einem Störfall abgeschaltet werden, was zu hohen Kosten führt, die durch die Einschränkungen entstehen. In diesem Gebiet ist das Management von Engpässen und der effiziente Ausgleich von Angebot und Nachfrage eine große Herausforderung.

Wattstor verfügt über praktische Erfahrungen damit, da wir Fälle erlebt haben, in denen die Netzbetreiber die Stromerzeugung an der B6-Grenze auf 200 kW begrenzt haben, obwohl mehr als 1 MW an 200-kW-Netzanschlüssen installiert waren.

Die Niederlande

In den Niederlanden sind mehrere Provinzen mit schwerwiegenden Netzengpässen konfrontiert, vor allem in den Provinzen Flevoland, Friesland, Gelderland, Nordholland und Südholland kommt es zu erhöhten Engpässen. Dies hat zu Einschränkungen bei der Einführung neuer Solar- und Windkraftprojekte geführt, da die Netzkapazität mit der Einspeisung erneuerbarer Energien nur schwer Schritt halten kann.

Tschechische Republik

In der Tschechischen Republik lehnen die Netzbetreiber in überlasteten Gebieten häufig Kapazitätsanfragen ab oder legen strenge Anschlussbeschränkungen fest, wie z. B:

• Zulassung von Null-Export-Quellanschlüssen
• Begrenzung der beantragten Reservekapazität

Wattstor kann Unternehmen dabei helfen, diese Beschränkungen durch den Einsatz einer DC/DC-Lösung zu überwinden.

Erfahren Sie mehr anhand von Beispielen aus der Praxis in unseren Fallstudien.

Wachsender Strombedarf und zunehmende Verstädterung

Mit dem Bevölkerungswachstum und der Verstädterung steigt die Nachfrage nach Strom erheblich. Dieses rasche Wachstum stellt eine enorme Belastung für die bestehende Netzinfrastruktur dar, die möglicherweise nicht für die Bewältigung einer derart hohen Nachfrage konzipiert wurde. Die Verstädterung führt auch zu einer stärkeren Konzentration des Energieverbrauchs, was die Belastung der Verteilungsnetze weiter verschärft und zu möglichen Überlastungen und Ausfällen führt.

Herausforderungen bei der Integration erneuerbarer Energiequellen

Der Übergang von zentralen zu dezentralen Energiesystemen bringt neue Herausforderungen mit sich, insbesondere bei der Integration erneuerbarer Energiequellen wie Wind- und Sonnenenergie. Diese Quellen sind intermittierend und variabel, was die Aufrechterhaltung eines stabilen und zuverlässigen Netzes erschwert. Der bestehenden Netzinfrastruktur mangelt es oft an Flexibilität und Kapazität, um diese Schwankungen auszugleichen, was zu Netzbeschränkungen und möglichen Energieeinschränkungen führt.

Extreme Wetterbedingungen und andere Notfälle

Extreme Wetterverhältnisse und Naturkatastrophen wie Stürme, Überschwemmungen, Erdbeben usw. können die Netzinfrastruktur erheblich beschädigen. Diese Ereignisse können zu längeren Ausfällen und einer geringeren Netzkapazität führen, während Reparaturen und Wiederherstellungen durchgeführt werden. Auch andere Notfälle, wie Cyberangriffe oder Geräteausfälle, können das Netz stören und zu Einschränkungen führen, die sich auf die Stromversorgung von Verbrauchern und Unternehmen auswirken.

Die geschäftlichen Auswirkungen von Netzbeschränkungen

Erhöhte Nichtrohstoffkosten und Grundgebühren in der Energierechnung

Netzengpässe können dazu führen, dass auf den Energierechnungen höhere Nicht-Grundstoffkosten und Grundgebühren ausgewiesen werden. Diese zusätzlichen Kosten werden an die Verbraucher weitergegeben, um die mit der Netzwartung, dem Netzausbau und dem Management von Ungleichgewichten zwischen Angebot und Nachfrage verbundenen Kosten zu decken. Für Unternehmen bedeutet dies insgesamt höhere Energiekosten, die sich auf ihr Endergebnis auswirken.

Das Verständnis dieser Auswirkungen macht deutlich, wie wichtig es ist, die Netzbeschränkungen anzugehen, um eine zuverlässige, kosteneffiziente und nachhaltige Energieversorgung für gewerbliche und private Nutzer zu gewährleisten.

Unzureichend genutzte erneuerbare Energieerzeugung und -verteilung

Netzbeschränkungen behindern die effektive Integration und Verteilung erneuerbarer Energiequellen. Dies stellt Unternehmen, die in erneuerbare Energien investieren, vor große Herausforderungen, da sie möglicherweise nicht in der Lage sind, die von ihnen erzeugte Energie optimal zu nutzen.

Engpässe können zu Energiebeschränkungen führen, wenn überschüssige erneuerbare Energie nicht in das Netz eingespeist werden kann, was zu entgangenen potenziellen Einnahmen und einer geringeren Investitionsrendite führt.

Auswirkungen auf die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit von Energie

Engpässe im Stromnetz können zu häufigen Stromausfällen und unzuverlässiger Energieversorgung führen. Für Unternehmen bedeutet dies Betriebsunterbrechungen, potenzielle Datenverluste und Stillstand von Produktionslinien. Eine unzuverlässige Energieversorgung kann die Kontinuität von Geschäftsaktivitäten stark beeinträchtigen und zu Verzögerungen und Produktivitätseinbußen führen.

Wie man Einschränkungen im Energienetz überwinden kann

Nachfrageorientiertes dezentrales Stromsystem

Übergang von einem zentralisierten, erzeugungsgeführten Energiesystem zu einem flexiblen Energiesystem. Kein System mehr, in dem die Erzeugung je nach Bedarf hoch- und heruntergefahren wird, sondern ein bedarfsgesteuertes dezentrales Energiesystem, das durch intelligente Netze gespeist wird. Die Flexibilität der Nachfrage ist der Schlüssel zur Erreichung dieses Ziels durch intelligente integrierte Energieanlagen.

Aufrüstung und Modernisierung der Infrastruktur

Die Verbesserung und Modernisierung der Netzinfrastruktur ist entscheidend für die Überwindung von Kapazitäts- und Zuverlässigkeitsproblemen. Investitionen in neue Übertragungsleitungen, Umspannwerke und Verteilernetze können die Netzkapazität erhöhen und Engpässe verringern. Der Ersatz veralteter Anlagen durch moderne, leistungsfähige Alternativen stellt sicher, dass das Netz den aktuellen und zukünftigen Energiebedarf decken kann, einschließlich der Integration dezentraler erneuerbarer Energiequellen.

Regulierungsmaßnahmen und politische Initiativen für die Netzeffizienz

Regierungen und Regulierungsbehörden spielen eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung der Netzeffizienz durch unterstützende politische Maßnahmen und Vorschriften. Initiativen wie die Festlegung von Zielen für erneuerbare Energien, die Schaffung von Anreizen für die Netzmodernisierung und die Einführung strenger Standards für die Netzzuverlässigkeit können die notwendigen Veränderungen vorantreiben.

Regulierungsmaßnahmen, die die Entwicklung und Integration von erneuerbaren Energiequellen, Energiespeichersystemen und intelligenten Netztechnologien fördern, sind für die Schaffung eines robusteren und effizienteren Stromnetzes unerlässlich.

Intelligente Batterie-Energiespeichersysteme (BESS)

Intelligente Batterie-Energiespeichersysteme (BESS) bieten eine hocheffiziente Möglichkeit zur Überwindung von Netzbeschränkungen. Die Optimierung der Speicherung und die Nutzung des Stroms vor Ort sind die wichtigsten Wege dorthin. Intelligente BESS sind mit fortschrittlicher Software und intelligenten Kontrollmechanismen ausgestattet. Dadurch wird die Energiespeicherung dynamisch verwaltet und eine stabile und zuverlässige Stromversorgung gewährleistet.

Das innovative System von Wattstor kombiniert einen vom Energiemanagementsystem (EMS) gesteuerten DC/DC-Batteriespeicher mit Solarstrom. Diese fortschrittliche Integration ermöglicht es Unternehmen, mehr Solarkapazität zu installieren, als ihr Netzanschluss normalerweise unterstützen würde. Durch die intelligente Steuerung des Energieflusses maximiert das System von Wattstor die Nutzung der erzeugten Solarstrommenge. Dadurch wird die Abhängigkeit vom Stromnetz verringert und die Energieresilienz erhöht.

How to Minimise Grid Dependence by Maximising Solar Power With Storage

Fallstudie zu Netzbeschränkungen

Unser erfahrenes Team hier bei Wattstor hat Mawdsleys, dem größten unabhängigen Pharmahändler Großbritanniens, geholfen, erhebliche Netzbeschränkungen zu überwinden.

Da der Netzanschluss auf 750 kW begrenzt war, setzten wir unsere direkt gekoppelte DC-Batterielösung ein, die eine größere Solaranlage ermöglichte. Unser Podium EMS verwaltete effizient die Energiespeicherung und -verteilung, optimierte die Solarnutzung und ermöglichte eine zukünftige Erweiterung. Diese Lösung maximierte den Eigenverbrauch von Energie und unterstützte Mawdsleys auf dem Weg zu einer Netto-Null-Emission und zeigte, dass wir in der Lage sind, Netzbegrenzungen effektiv zu lösen. Mehr lesen »

Zusammenfassung

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Netzbeschränkungen für Unternehmen, die Kosten, Einnahmen und Nachhaltigkeitsziele optimieren wollen, eine große Herausforderung darstellen. Diese Einschränkungen machen es oft schwierig, genügend Solarstrom vor Ort zu installieren, um die betrieblichen Anforderungen zu erfüllen. Das nationale Stromnetz hat mit dem Anstieg der erneuerbaren Energien zu kämpfen. Dies führt zu möglichen Abschaltungen und kostspieligen Verstärkungen, die auf die Gebührenzahler umgelegt werden.

Die Überwindung dieser Einschränkungen erfordert die Modernisierung der Infrastruktur, die Umsetzung von Regulierungsmaßnahmen und die Einführung intelligenter Lösungen wie die EMS-gesteuerten DC/DC-Batteriespeicher von Wattstor. Auf diese Weise können Unternehmen die Solarkapazität maximieren und die Abhängigkeit vom Netz verringern, was eine stabile und effiziente Energieversorgung gewährleistet.