Solarstrom über private Kabel teilen
Durch die private Netzkopplung können Wohnparteien, die keinen eigenen Solarstrom erzeugen, von der Solaranlage ihres Nachbarn mitprofitieren.
Wissenschaftler der Hochschule München haben ein Konzept entwickelt, mit dem Nachbarn selbst erzeugten Solarstrom direkt über eine eigene Leitung miteinander teilen können. pv magazine berichtete. Nun hat die Gruppe den Prototyp eines sogenannten Netzkopplers entwickelt und die Firma Pioniernetz gegründet. pv-magazine hat nachgehakt.
Durch die private Netzkopplung können Wohnparteien, die keinen eigenen Solarstrom erzeugen, von der Solaranlage ihres Nachbarn mitprofitieren. Da der Strom über eine eigene private Stromleitung geteilt und so das öffentliche Netz nicht belastet wird, sollen bis auf die EEG-Umlage keine weiteren Netzentgelte, Umlagen oder Steuern anfallen. Der Betreiber der Solaranlage kann so überschüssigen Solarstrom an seinen Nachbarn verkaufen und höhere Einnahmen generieren als durch die reine Netzeinspeisung. Der Nachbar ohne eigene Erzeugungsanlage kann den Solarstrom günstiger beziehen als Graustrom aus der Steckdose. Somit können beide Seiten profitieren. Doch es ist deutlich komplexer, als einfach eine Leitung über den Zaun zu legen. Schließlich handelt es sich um getrennte Stromkreise mit jeweils eigenen Zählern.
Eine Lösung hat Andreas Eberhardt entwickelt, im Rahmen einer Bachelorarbeit an der Hochschule München unter der Betreuung von Simon Schramm (pv magazine September 2015 Seite 55). Damals handelte es sich noch um rein theoretische Betrachtungen. Mittlerweile hat Eberhardt zusammen mit Valerian Vincent Kathan und Michael Sägmüller die Firma Pioniernetz gegründet und einen Prototyp entwickelt, um die Idee an den Markt heranzuführen.
pv magazine: Seit unserem letzten Bericht haben Sie den Prototyp eines sogenannten Netzkopplers entwickelt, der für die private Netzkopplung nötig ist. Was kann dieser Prototyp?
Andreas Eberhardt: Der Netzkoppler überträgt Energie zwischen zwei Netzen. Das geschieht abhängig von Verbrauch und Erzeugung der Nutzer ganz autonom. Nach einer Entwicklungszeit von ziemlich genau einem Jahr haben wir nun einen Prototyp geschaffen, der es ermöglicht, Energie aus einem Netz zu entnehmen und in ein zweites anderes Netz einzuspeisen. Dabei haben wir uns für ein einphasiges System mit einer maximalen Leistung von 1,5 Kilowatt entschieden. Bei der Analyse verschiedener realer Energieverbrauchsdaten haben wir festgestellt, dass Leistungen von mehr als 1,5 Kilowatt in einem Vier-Personen-Haushalt nur für etwa 800 Stunden pro Jahr auftreten – bei insgesamt 8760 Stunden pro Jahr. Daher ist die gewählte Leistung für rund 90 Prozent der Zeit ausreichend und ermöglicht ein gutes Kosten-Nutzen-Verhältnis für das Gerät.
Welche Herausforderungen mussten Sie bei der Entwicklung des Prototyps bewältigen?
Die größte Herausforderung zu Beginn der Entwicklung war es, eine geeignete Topologie zu entwerfen, die es ermöglicht, Energie zwischen unterschiedlichen Wechselstromnetzen und damit einhergehenden unterschiedlichen Phasenlagen und Amplituden zu übertragen. Daher mussten neben einer Möglichkeit zur galvanischen Trennung dieser Netze auch unabhängig voneinander agierende Regelungen implementiert werden, die jeweils eine Synchronisation mit dem entsprechenden Netz gewährleisten.
Wie schätzen Sie das Interesse an der privaten Netzkopplung und dem Netzkoppler ein?
Wir sind davon überzeugt, dass der Versand von Energie über eine private Leitung die regionale Nutzung erneuerbarer Energie revolutionieren wird. Solange hohe Netznutzungsentgelte und Umlagen den Verkauf regenerativ erzeugter Energie erschweren, ist der Einsatz einer privaten Leitung ein sehr guter Weg, um ein wirtschaftliches Modell zum lokalen Ausgleich von Energieerzeugung und -verbrauch zu schaffen. Das scheinen auch potentielle Kunden zu erkennen. In einer Umfrage im vergangenen August wurden 580 Teilnehmer, darunter 260 Photovoltaik Anlagenbesitzer, also Erzeuger, und 320 potenzielle Nachbarn mit reinem Verbraucherverhalten befragt. Dabei äußerten 78 Prozent der Erzeuger und 84 Prozent der potentiellen Nachbarn ihr Interesse an einer privaten Netzkopplung und dem Kauf unseres Netzkopplers. Mittlerweile befinden wir uns im Aufbau der ersten Pilotanlagen in Orten rund um München. Basierend auf diesem Feedback können wir unser System den Bedürfnissen und Wünschen der Kunden entsprechend anpassen und optimieren.
Wie viel soll der Netzkoppler kosten, wenn er auf dem Markt ist? Und wie viel darf der Netzkoppler kosten, damit er für Kunden überhaupt interessant wird?
Eine Aussage über die Kosten des Netzkopplers auf Grundlage unserer bisherigen Prototypen würde zum jetzigen Zeitpunkt zu einem nur bedingt realistischen Preis führen. Der Netzkoppler soll mit einer ähnlichen Lebensdauer wie ein Wechselrichter eine kostengünstige Alternative zu einem Speichersystem darstellen, mit demselben Ziel, die Rentabilität der Photovoltaik-Anlage zu erhöhen. Studien zufolge wird einer Photovoltaik-Anlage eine Lebensdauer zwischen 30 und 40 Jahren abhängig von ihrem Produktionsjahr zugesagt. Daher ist es vor allem nach dem Wegfall der 20-jährigen garantierten Vergütung erstrebenswert, seine Anlage auf Eigenverbrauch umzurüsten, die erzeugte Energie selbst nutzen und den verbleibenden Überschuss möglichst lukrativ veräußern zu können. Vor allem Anlagen, die in Deutschland vor 2012 errichtet wurden, sind für den Eigenverbrauch in den meisten Fällen überdimensioniert. Mit dem Netzkoppler können diese ihren Überschuss an Energie für einen Preis ähnlich des Haushaltsstrompreises an andere veräußern, anstelle diese für eine, eventuell auch variable, Vergütung zwischen zwei und sechs Cent pro Kilowattstunde ins Netz einspeisen zu müssen.
Woher nehmen Sie die Gewissheit, dass man Netznutzungsgebühren und Stromsteuer mit der privaten Netzkopplung einsparen kann?
Die Gewissheit dafür fußt auf den entsprechenden Gesetzen. Da die erneuerbare Energie nicht über das öffentliche Netz eines Netzbetreibers, sondern über eine private Leitung veräußert wird, werden weder Netzentgelte, noch die Stromsteuer fällig. Graphisch aufbereitet hat diese Thematik bereits die DGS Franken in einer Veröffentlichung zur Photovoltaik-Eigenstromnutzung für Gewerbe, Kommune und Mehrfamilienhaus im Jahr 2014. Ein Anlagenbetreiber kann bei der Veräußerung seiner erneuerbaren Energie durch die Nutzung einer privaten Leitung eine wesentlich höhere Marge generieren, als vergleichsweise bei der Vermarktung über das öffentliche Netz. Letzteres ist aufgrund der hohen Netznutzungsentgelte meist wenig attraktiv. Noch zu klären gilt es, ob durch die teilweise Verpachtung der Erzeugungsanlage an den Nachbarn dessen Erwerb der erneuerbaren Energie als Eigenversorgung deklariert werden kann. Dann müsste Die EEG-Umlage nur noch anteilig abgeführt werden.
Was sind die nächsten Schritte und wann werden Kunden die ersten Netzkoppler kaufen können?
Momentan konzentrieren wir uns auf die Entwicklung des ersten marktreifen Netzkopplers mit der Grundfunktionalität, Energie an eine andere Partei liefern zu können. Die derzeit sich im Aufbau befindenden Pilotanlagen und die Meinungen der Nutzer helfen uns dabei, das System weiter kundenorientiert zu optimieren. Im nächsten Schritt werden wir es Erzeugern ermöglichen, ihre überschüssige Energie an mehr als nur eine Partei zu liefern. Dazu wird der Netzkoppler konfigurierbar sein und möglich machen, dass mehrere Erzeuger ihre Energie an mehrere Verbraucher verteilen können. Ebenso werden wir den Netzkoppler um die Funktionalität einer Speichereinbindung erweitern, um es den Nutzern zu ermöglichen, ihre Energie unabhängiger von Erzeugung und Verbrauch austauschen zu können. So kann ein Speicher erstmals gemeinsam genutzt und, wenn gewollt, auch gemeinsam angeschafft werden. Sobald wir mit der Validierung unserer Hypothesen zu den Funktionalitäten des Netzkopplers mithilfe unserer Pilotanlagen weit genug fortgeschritten sind, wollen wir den Netzkoppler zwischen Mitte und Ende 2017 auf den Markt bringen. Die aktuellen Entwicklungen sowie alle relevanten Informationen sind auch Online auf unserer Homepage www.pioniernetz.de einsehbar.
