Moloka'is Speicherlösung: „Dynamische Lastbank“ verschwendet ein wenig Solarenergie, um mehr zu ermöglichen

Die Lösung ist kostengünstiger als die Installation von Batteriespeichern und ermöglicht den Bau neuer Solardachanlagen auf der Insel mit einer Leistung von ca. 725 kW.

Maui Electric Co. testet eine einzigartige Lösung zur Übererzeugung durch Solarenergie auf dem Dach und hat auf der Insel Moloka'i ein Gerät installiert, das es ermöglicht, ein wenig Strom zu verschwenden – aber im Gegenzug mehr Dachkapazität zu installieren.

Das Herzstück der Lösung ist eine widerstandsdynamische Lastbank, die gemeinsam mit dem Hawaii Natural Energy Institute (HNEI) an der Universität von Hawaii entwickelt wurde und zur Aufrechterhaltung der Netzzuverlässigkeit beiträgt, indem sie die Dieselerzeugung der Insel online hält. Während das Moloka'i-Netz einzigartig ist – geringer Energiebedarf und hohe Sonneneinstrahlung – ist das Problem der Übererzeugung nicht der Fall.

Energieversorger mit vielen erneuerbaren Energien in ihren Netzen können beim Ausgleich von Angebot und Nachfrage vor Herausforderungen stehen und müssen manchmal die Produktion drosseln. Diese Situation versuchen sie normalerweise zu vermeiden, da sie weniger emissionsfreie Energie im Netz bedeutet und gleichzeitig die Kosten für Generatoren in die Höhe treibt.

Die Größe des Problems sowie die Lösungen variieren je nach Versorgungsunternehmen und Netz.

Das größte Beispiel für Übererzeugung in den Vereinigten Staaten ist der Western Imbalance Market von CAISO, der im ersten Quartal dieses Jahres 52.254 MWh überschüssige erneuerbare Energie liefern konnte, die andernfalls abgebaut worden wäre. Und CAISO sagt, dass der Markt wächst und doppelt so viel Energie einspart wie im Vorjahr.

In Texas verschenken Energieversorger seit Jahren in Zeiten starken Windes und geringer Nachfrage kostenlose Energie. Der Arizona Public Service hat eine „Reverse Demand Response“ entwickelt, um die Systemlast mit der überschüssigen erneuerbaren Energieerzeugung auszugleichen.

Die Speicherung überschüssiger Energie in der Energiespeicherung ist eine wirksame und weit verbreitete Lösung, aber obwohl die Kosten für Batterien gesunken sind, sind sie noch nicht wirtschaftlich. Ein aktueller Bericht aus Minnesota legt nahe, dass es sinnvoller sein könnte, die Solarstromerzeugung absichtlich zu stark auszubauen, anstatt teurere Batterien zu kaufen.

Der Bericht über das Solarpotenzial des Staates kommt zu dem Schluss, dass Wind- und Solarenergie im Jahr 2050 70 % der elektrischen Last Minnesotas decken könnten, aber „zusätzliche Kapazität in Verbindung mit Energieeinschränkungen ist erheblich kostengünstiger als und eine praktikable Alternative zu Langzeit- oder Saisonspeicherung in Minnesota.“ eine Zukunft mit hohem Anteil an erneuerbaren Energien.“

Auf Moloka'i hat das Versorgungsunternehmen keine alternative Verwendung für die potenzielle Überproduktion gefunden und möchte daher eine kleine Menge verschwenden.

„Während niemand überschüssige erneuerbare Energie gerne wegwirft, ist es wirtschaftlich nicht machbar, eine Batterie zu verwenden, um die wenigen Megawattstunden überschüssiger Energie zu speichern, die pro Jahr produziert werden“, sagte HNEI in einem Forschungsbericht zum Moloka'i-Projekt. „Der Einsatz von etwas Kostengünstigem wie der Lastbank ermöglicht die Einspeisung von mehr als einer Gigawattstunde zusätzlicher erneuerbarer Energie in das System und vernichtet gleichzeitig nur wenige Megawattstunden überschüssiger Energie.“

Moloka'i verfügt über einen hohen Anteil an Solaranlagen auf Dächern, wodurch der Systembedarf tagsüber gering bleibt. Laut HNEI kann der Strombedarf auf bis zu 3,3 MW sinken, und die Insel verfügt laut HNEI über etwa 2,3 MW Solaranlagen auf dem Dach, um den Großteil des Systembedarfs tagsüber zu decken.

„Damit ist Moloka’i der perfekte Ort, um fortschrittliche Lösungen für einen zuverlässigen Netzbetrieb zu demonstrieren, und das in einem Staat mit einem der höchsten Verbreitungsgrade dezentraler Solarstromerzeugung weltweit“, sagte HNEI-Direktor Rick Rocheleau in einer Erklärung.

Das Problem mit dem Stromnetz der Insel besteht darin, dass der Einbau weiterer Dachanlagen dazu führen könnte, dass die Dieselerzeugung des Energieversorgers in Zeiten hoher Solarenergieproduktion unter den minimalen zuverlässigen Betriebspegel sinkt. Um dieses Problem anzugehen, hat MECO 2015 den Bau neuer Solardächer auf der Insel gestoppt.

Aber jetzt, da die neue Lastbank installiert ist, wird MECO wahrscheinlich in der Lage sein, zusätzliche 725 kW PV auf dem Dach aufzunehmen. Vertreter von Versorgungsunternehmen sagen, dass die Zusammenarbeit mit HNEI für einige Versorgungsunternehmen ein Modell für die Bereitstellung von mehr sauberer Energie sein kann.

„Solche Partnerschaften mit HNEI sind von entscheidender Bedeutung, da wir weiterhin zusammenarbeiten, um mehr erneuerbare Energien in kleine eigenständige Systeme wie auf Moloka'i zu integrieren“, sagte Chris Reynolds, Director of System Operations bei MECO.

Die neue Lastbank soll ein 2-MW-Batteriespeichersystem ergänzen, das 2016 im Kraftwerk Pala'au des Energieversorgers in Betrieb genommen wurde und ebenfalls in Zusammenarbeit mit HNEI entwickelt wurde. Insgesamt sind die Projekte Teil der Bemühungen von MECO, in Moloka'i 100 % saubere Energie zu erreichen.