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Steuerung der PhotovoltaikWorauf sich Betreiber von Solaranlagen einstellen müssen

Solarkraft ist so erfolgreich, dass sie teils das Stromnetz überlastet. Die wichtigsten Fragen und Antworten dazu, was jetzt hilft.

Kleine und kleinste Solaranlagen tragen zur Energiewende bei, aber überlasten manchmal das Stromnetz Foto: Astrid08/Imago

Was ist das Problem?

Wenn die Sonne auf die Dächer scheint, speisen viele kleine Photovoltaikanlagen ihren Strom ins Netz. Sie helfen dabei, den deutschen Strom klimafreundlicher zu machen – nur kommt der Ausbau der Stromnetze dem massiven Zubau von Solaranlagen in den vergangenen zwei Jahren nicht hinterher. So gibt es oft Strom, für dessen Transport die Kapazität fehlt.

Größere Kraftwerke kann der Netzbetreiber temporär abschalten lassen, um einer solchen Überlastung der Netze entgegenzuwirken. „Abregeln“ nennt man das. Auf kleine Solaranlagen haben die Netzbetreiber bislang oft technisch keinen Zugriff.

In Deutschland wurde kürzlich die Marke von 100 Gigawatt an installierter Photovoltaik überschritten. Allein im Jahr 2024 wurden 17 Gigawatt zugebaut, mehr als je zuvor. Von der derzeit installierten Anlagenleistung machen nach Zahlen des Bundesverbandes Solarwirtschaft (BSW-Solar) die steuerbaren Großanlagen rund 63 Gigawatt aus. Es bleiben somit 37 Gigawatt an nicht steuerbaren Kleinanlagen.

Diese Leistungsangaben sind allerdings nur ein theoretischer Höchstwert. In der Praxis erreicht der gesamte Anlagenpark nur maximal 60 Prozent seiner Nennleistung, weil beispielsweise manche Anlagen auf die Morgensonne ausgerichtet sind, andere auf die Nachmittagssonne.

In der Praxis können die Kleinanlagen derzeit bis zu 22 GW unkontrolliert ins Netz speisen. Zwar liegen sie damit bislang noch deutlich unterhalb des mittäglichen Stromverbrauchs von mindestens 40 bis 42 GW. Trotzdem kommt es längst zu regionalen Überlastungen im Verteilnetz. Aktuell lassen sich die Engpässe zumeist noch beheben, indem große PV-Anlagen abgeregelt werden. Doch wenn weiterhin in hohem Tempo nicht steuerbare Kleinanlagen hinzukommen, können sie zum Problem für die Netzstabilität werden.

Wenn der Strom nicht abtransportiert werden kann, könnte man ihn doch vor Ort für später speichern. Hilft es, wenn alle, die zu Hause eine Solaranlage haben, sich Stromspeicher zulegen?

Kaum. Erstens sind solche Heimspeicher dafür meistens zu klein, zweitens werden sie in der Regel so betrieben, dass sie den Eigenverbrauch optimieren. Zur sommerlichen Mittagszeit, wenn die Solarstromerzeugung ihren Spitzenwert erreicht, sind die privaten Batteriespeicher häufig bereits voll – der Mittagsstrom geht dann wieder komplett ins Netz.

Was tut der Gesetzgeber?

Die Regierungsfraktionen von SPD und Grünen haben den Entwurf eines „Gesetzes zur Änderung des Energiewirtschaftsrechts zur Vermeidung von temporären Erzeugungsüberschüssen“ vorgelegt. Der Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft erklärte kürzlich im Bundestagsausschuss für Klimaschutz und Energie, die Gesetzesnovelle müsse „dringend“ noch in dieser Legislaturperiode umgesetzt werden, um die „PV-Spitzenproblematik abzumildern“. Das aber wird knapp: Der letzte Sitzungstermin des Bundestags vor der Wahl ist am 11. Februar.

Wie kann man solche temporären Strom-Überschüsse verhindern?

Vor allem geht es um die Fernsteuerbarkeit von PV-Anlagen. Damit die Netzbetreiber Zugriff haben, müssen die Sonnenkraftwerke mit einem intelligenten Messsystem und einer Steuerungseinrichtung ausgestattet sein. Bislang müssen neue PV-Anlagen erst ab einer Spitzenleistung von mehr als 25 Kilowatt fernsteuerbar sein.

Anlagen unterhalb dieser Leistungsgrenze speisen heute in der Regel noch ihren gesamten Strom ein, sofern er nicht unmittelbar im Gebäude genutzt wird. Der vorliegende Gesetzentwurf sieht vor, dass Neuanlagen bereits ab sieben Kilowatt durch die Verteilnetzbetreiber gesteuert werden können.

Ändert sich auch etwas für die Solaranlagen, die es schon gibt?

Ja, bis Ende 2032 sollen auch Bestandsanlagen steuerbar sein. Im aktuellen Entwurf des Messstellenbetriebsgesetzes liegt die Grenze für die verpflichtende Steuerbarkeit bei ebenfalls sieben Kilowatt. Binnen der nächsten acht Jahre sollen somit 90 Prozent der installierten PV-Leistung auf Stand sein.

Auf diese Weise soll die Stromwirtschaft in einem zukünftigen Smart-Grid – englisch für „intelligentes Netz“ – Zugriff auf alle sogenannten Energiewendeanlagen erhalten, wozu neben Stromerzeugern auch Wärmepumpen und Ladesäulen zählen. Abregeln heißt übrigens nicht, dass die Betreiber der betroffenen Anlagen einfach leer ausgehen. Sie haben einen Anspruch auf Entschädigung.

Immer häufiger treten bei einem zu großen Stromangebot negative Strompreise auf. Das heißt: Im Großhandel fallen die Preise unter null, Stromeinspeisen kostet, statt Geld einzubringen. Was bedeutet das für Anlagenbetreiber?

Aktuell entfällt für Anlagen mit einer installierten Leistung von mehr als 400 Kilowatt die Vergütung gemäß Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG), sobald der Preis am Spotmarkt für die Dauer von mindestens drei aufeinander folgende Stunden negativ ist. Künftig wird für diese Anlagen die Einspeisevergütung in ausnahmslos allen Stunden mit negativen Preisen entfallen. Zugleich soll die Leistungsgrenze, von der an diese Regel gilt, auf 100 Kilowatt gesenkt werden.

Zudem sollen auch Betreiber von Anlagen, die auch bei negativen Strompreisen Vergütung erhalten (aufgrund geringer Anlagengröße oder aufgrund von alten EEG-Verträgen), in Zukunft freiwillig darauf verzichten können. Im Gegenzug sollen sie in Zeiten positiver Strompreise höhere Beträge bekommen.

Ein Detail wird sich außerdem ändern: Da an den europäischen Spotmärkten künftig der Strom im vortägigen Handel („Day-ahead-Markt“) nicht mehr in stündlichen Blöcken, sondern für jede Viertelstunde gehandelt wird, entfällt auch die Einspeisevergütung in jeder Viertelstunde mit negativen Preisen.

Lohnen sich neue PV-Anlagen noch angesichts dessen, dass negative Börsenpreisen häufiger werden?

Die Streichung der EEG-Förderung zu Zeiten negativer Strompreise könne „ein geeignetes Instrument sein, um zu starke Einspeisespitzen erneuerbarer Energien zu glätten“, räumt auch der BSW-Solar ein. Zugleich warnt der Branchenverband aber, dass dieser Schritt „die Wirtschaftlichkeit, Kalkulierbarkeit und somit die Investitionsbereitschaft für PV-Anlagen“ gefährden könne.

Dem soll ein Kompensationsmechanismus im Gesetzentwurf abhelfen: Die Vergütung zum Ende der 20-jährigen Laufzeit soll auf Basis der Anzahl der angesammelten Stunden mit negativen Preisen verlängert werden.

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23 Kommentare

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  • Durch solche nebulösen Planungen wird nur Unsicherheit geschaffen und der Bau von Solaranlagen wird sich weiter verzögern.

    Es wäre besser, den Netzausbau voran zu bringen, Speicherlösungen und Wasserstoffanlagen zu schaffen.

    Wenn ich das alles lese, dann bereue ich den Bau meiner Solaranlage.

  • "So gibt es oft Strom, für dessen Transport die Kapazität fehlt."



    Das ist nur die Hälfte der Wahrheit. Zu Zeiten negativer Strompreise gibt es Strom, für den der Verbrauch fehlt.



    An Abregeln führt kein Weg vorbei. Akkus sind teuer (und die gespeichete Energie folglich auch), und Elektolyseure sind nur im kontinuierlichen Betrieb einigermaßen wirtschaftlich zu betreiben.



    Ebenso führt kein Weg an Schattenkraftwerken vorbei. Die kann man ja, solange es nicht ausreichend E-Methan gibt, auch mit Biomasse betreiben.

  • Der Begriff Volllaststunde beschreibt die Verfügbarkeit einer Anlage. 1 Stunde Betriebszeit bei praller Sonne mit 100% Leistung eines Solarmoduls entsprechen einer Vollaststunde. Bei diesigen Wetter mit 20% der maximalen Leistung sind 5 Zeitstunden 1 Volllaststunde. Im Winter kann es 2 Tage dauern, um 1 Volllaststunde zu erreichen.



    Ein Jahr hat 8760 Stunden. Eine Solaranlage liefert etwa 1000 Volllaststunden. Windkraft an Land 2000. Windkraft auf See 2400. Ein Kraftwerk um die 8000.



    Mehr Solaranlagen liefern mehr Strom zu gleichen Zeiten. Es werden weiterhin noch für tausende Stunden Backup-Kapazitäten benötigt. Zum Ersetzen eines Kraftwerks sind Solaranlagen hier am ungeeignetsten.



    Das Netz soll so ausgebaut werden, daß jede Solaranlage ihre komplette Leistung abführen kann. Aufgrund der Sonnenzeiten, wird diese Netzkapazität nur wenige 100 Stunden im Jahr benötigt. Wenn das Netz mal ausgelastet wird, kommt so viel Strom zusammen, daß er am Ziel "entsorgt" werden muß. Überschüssiger Strom muß direkt an der Quelle entschädigungsfrei entsorgt werden.



    An Wintertagen trägt Solarstrom unter 5 % zur Stromerzeugung bei. Die weitere Förderung von Solaranlagen wäre ineffizient und teuer.

    • @Donald Duck:

      Solaranlagen sind wie Windmühlen so günstig, die spielen anders als Atom, Kohle, Öl ihre Anfangsinvestition sehr locker volkswirtschaftlich wieder ein. Anders als etwa ein AKW sind sie recht rasch, gut skalierbar und ohne Risiko an- und ausschaltbar.



      Ihren Hinweis auf nötige Puffer etc. muss man dabei auch beachten.

    • @Donald Duck:

      "An Wintertagen trägt Solarstrom unter 5 % zur Stromerzeugung bei."



      Das kann so nicht stimmen und lässt die Heimspeicher unberücksichtigt. Meine 9kw-Dach-PV-Anlage hat im Januar (und es fehlen noch 4 Tage) bislang 181 kw/h Solarstrom produziert, wovon 99% selbst verbraucht wurden und was 43,8% von der Hauslast ausmacht. Im Winter.

      "Gefördert" wurde nur bei der Installation, als keine Mehrwertsteuer fällig wurde, für die Einspeisung ins Netz gibt es 8 Cent, was nicht wirklich Förderung genannt werden kann. Der Netzbetreiber hat sich zudem den ganzen Sommer über Zeit gelassen mit der offiziellen Registrierung und nahm derweil 5 Monate Einspeisestrom gerne geschenkt an.

      Natürlich gibt es enormes Potential bei der Steuerung, auch bei kleineren Privatverbrauchern und im Zusammenhang mit dem Heimspeicher. Bei zu viel Sonne können verstärkt Warmwasserspeicher gefüllt sowie Autobatterien und andere Speicher geladen werden, im größeren Rahmen Wasserstoff produziert oder Kryptowährungen gemint werden. Solaranlagen sind inzwischen so billig und leistungsfähig, dass sie eben das Gegenteil von ineffizient und teuer sind, wenn man sie sinnvoll steuert.

  • Wir brauchen einen 10fachen Ausbau der derzeit installierten PV Leistung. Dafür ist es erforderlich ein Netz zur Wasserstofferzeugung zu installieren, das anspringt sobald der Börsenhandelspreis unter einen Mindestabnahmepreis fällt. In Abstimmung mit den Energiemärkten unserer Nachbarn, da die Netze miteinander verbunden sind. Der Wasserstoffpreis würde so einen Mindestabnahmepreis garantieren und den Investoren von EE`s finanzielle Planungssicherheit garantieren. Wasserstoff wurde im Jahr 2023 in der Dimension von 55 TWh produziert und so gut wie alles davon aus fossilen Quellen.



    Kemfert und Quaschning liegen leider falsch, wenn sie Wasserstoff verteufeln und die Anwendungsmöglichkeiten auf E-fuels im Automobilverkehr reduzieren. Im vergangenen Jahr wurden 4% des deutschlandweit erzeugten Stroms abgeregelt.

    • @Paule :

      In Deutschland kann man Wassertoff sinngemäß nur mit dem Strom aus EE erzeugen, der übrig bleibt nachdem alle fossilen Kraftwerke vom Netz gegangen sind. Elektrolyseure können hier nur im Sommerhalbjahr zur Mittagszeit, an arbeitsfreien Tagen sowie an stürmischen Tagen im Winterhalbjahr laufen. Es kommen nur wenige 100 Betriebsstunden im Jahr zusammen. Mehr Solaranlagen in Deutschland ermöglichen kaum mehr Betriebsstunden, vervielfachen aber die Kosten.

      Deutschland zahlt drauf, wenn es mit Regionen konkurrieren möchte, die bei gleichen Investitionen Elektrolyseure mehrere 1000 Betriebsstunden im Jahr betreiben können. Da sind in Europa die skandinavischen Länder mit Laufwasser, Frankreich und Belgien mit Kernkraft sowie sämtliche Länder in Äquatornähe, die auch in unserer Winterzeit weiterhin Solarstrom erzeugen können. Dazu noch bis zu 4 mal mehr je Modul. Dort kann auch mit kleinen Batterien günstig die Laufzeiten von Anlagen verlängert werden, da sie dort täglich nachgeladen werden können. Hier müßten Speicher so groß sein, daß sie wochenlang nicht nachgeladen werden müssen. Dafür müssen die Ladeströme viel größer sein, um die höhere Kapazität bei Gelegenheit füllen zu können.

    • @Paule :

      Die Produktion von Wasserstoff muss sich schlussendlich rechnen, wie alles. Wenn diese Anlagen mal da eine Stunde und mal da zwei Stunden laufen, sind sie vermutolich nicht rentabel..

    • @Paule :

      E-fuels können wir sowieso zur Seite schieben. Ineffizient, wenn man den Wirkungsgrad sieht. Nur für Flugzeuge und Schiffe und selbst da fernab von Umsetzbarkeit.

  • Vielleicht müssten auch einfach viel mehr dezentrale, steuerbare Zwischenspeicher von marktfähigen Mitspielern errichtet werden. So könnte ggf. gerade in sehr einspeisestarken Regionen die Zeit bis zum Ausbau aller bundesdeutschen Netzte besser überbrückt und mehr Strom direkt regional verbraucht werden.

  • Was heißt Abregeln? Wird lediglich die Einspeisung unterbunden (sprich die Anlage produziert nur noch für den Eigenbedarf)?



    Oder wird die Anlage komplett abgeschaltet (sprich man zwingt den Betreiber für den Eigenbedarf den teuren Strom aus dem Netz zu beziehen)?



    Letzteres wäre ein schwerer Schlag ins Gesicht für Betreiber von kleinen Anlagen.

    • @silicananopartikel:

      smart grid fähige Stromzähler geben ein Signal ab, das 4 verschiedene Anweisungen geben kann. Eine Variante weißt den Inverter an, die Produktion einzustellen. Notwendig wäre ein lokales Energiemanagement, das den Stromexport (Energie wird ins öffentliche Netz eingespeist) auf null reduziert aber Eigenverbrauch zulässt. Ich werde das in meinem Neubau clandestino installieren müssen, weil der Energieprovider diese Konfiguration vermutlich nicht erlaubt.

    • @silicananopartikel:

      Meine damals KFW geförderte PV Anlage wird abgeregelt auf 50% Stromerzeugung, wenn meine 10 kWh Batterie im Keller voll ist, was an sonnigen Sommertagen innerhalb von 2-3 h der Fall ist. Da die Batterie im Keller sich mangels Dunkelflaute im Sommer niemals vollständig entleert, kommt die morgens mit ca. 30-40% aus der Nacht. (PV Anlage Nennleistung 9,9 kWh peak, also die installierte Leistung, real erzeugt wird aber seit Jahren nur max. 8,2 kWh). Wenn die Batterie voll ist (ich speise an Sonnentagen morgens bis 12 Uhr in das Netz und erst gegen Mittag in die Batterie), dann darf ich ab ca. 14 Uhr nur noch 4 kWh erzeugen.



      Alternative dazu wäre viel mehr Batteriespeicher, was sich aber definitiv nicht rechnet. Schon die 10 kWh Batterie rechnet sich nur grade eben so.

      Wenn sich sogar ein Privatmann einen Speicher leistet, weil er schon vor der Installation der PV gemerkt hat, dass er nachts auch Strom braucht, dann sollte sich das so eine ganze Bundesrepublik vielleicht auch mal überlegen, ob sie nicht auch mal dringend einen Speicher braucht. Statt immer mehr PV und WKA zu installieren.

  • Wasserstoff produzieren. Der lässt sich besser speichern als Strom.

    • @Claude Nuage:

      Wasserstoff ist das Flüchtigste. Es müsste komprimiert/gekühlt/gebunden werden. Es gibt Umwandlungsverluste.



      So einfach ist es auch hier nicht, Herr Wölki.

      Wir werden Wasserstoff für einzelne industrielle Prozesse wohl einsetzen. Strom/Batterie/mechanisch für insgesamt aber deutlich mehr, meine Vermutung.

  • Im Europarecht gibt es das schöne Prinzip der Subsidiarität, wenn wir danach die Probleme dort regeln, wo sie am Besten (und kostengünstigsten) eine Lösung finden wäre ein goßer Schritt getan.



    Also: Nicht jeder noch so kleiner Einspeiser braucht eien Regelung, sondern die jeweiligen Betreiber des Nieder- oder Mittelspannungsnetzes, de.wikipedia.org/wiki/Stromnetz



    Lokal kann man dann auch besser mit den Überschüssen umgehen, sie in lokale Speicher - nicht notwendig: Hausspeicher, Wärme und Kälte sind ausgezeichnete Speichermedien...



    Wir müssen die Energiewende viel "ganzheitlicher" sehen mit der Vielfalt der Speicher, die aber in Husum anders sind als in Garmisch, ebenso die Erzeugung lokaler Energien.



    Und schliesslich braucht es lokaler Preise, die die anfallenden Kosten entsprechend umlegen.



    Sofern eine Gemeinde etwa über ihr lokales Stadtwerk es schafft gut, sauber und günstig Energie für Bürger und Industrie herzustellen, dann sollte man auch lokal davon profitieren.



    In der sog. "Gründerzeit" haben vor allem die Kommunen profitiert, die klug und nachhaltig in Infrastruktur (Energie, Wasser, Strassen, aber auch: Bildung!) investiert hatten!

  • Ein technischer Einwand. Lokale Stromspeicher können das Problem deutlich verringern. Wenn man abhängig vom Wetterbericht eine Prognose für den Ertrag des folgenden Tages hat, kann man den Stromspeicher bereit in der Nacht vorher entladen und mit dem Wiederaufladen erst zu Beginn der stärksten Sonneneinstrahlung beginnen. Die Energie fließt dann in den Akku und nicht ins Netz. Gibt es meines Wissens nach noch nicht als Kauflösung sondern ist noch im Bereich der ambitionierten Solarbastler. Kann und wird aber mit einigen Jahren Verzögerung kommen. Intelligente Systemsteuerung ist angesagt.

  • Da kann man nur die Hände über dem Kopf zusammenschlagen.

    Wofür haben wir eigentlich eine Regierung?

    Für mich ist das das Ergebnis der Wasch-mich-aber-mach-mich-nicht-nass Politik.



    Die Stromkonzerne haben sich in der Krise einen fetten Extraschluck aus der Pulle gegönnt. Dafür muss jetzt auch mal eine Gegenleistung her.



    Auch wenn die Gewinne vieler Stadtwerke in den kommunalen Haushalt wandern.

    Dass die Infrastruktur nich in öffentlicher Hand ist, haben wir im Übrigen der FDP zu verdanken.

  • Guter Artikel, leider wurde im Artikel nicht erwähnt dass die Erstattung der Differenz zwischen den negativen Börsenpreisen und der Einspeisevergütung zweistellige Mrd im Bundeshaushalt kosten, Tendenz stark steigend.

  • Verwandter Punkt:



    Das Netz muss ertrüchtigt werden. Die Netzbetreiber müssen also ihre garantierte Rendite nicht mehr zu ihren Besitzern durchreichen, sondern damit noch mehr investieren.



    Nicht nur wenn wir E-Autos nicht durch klügere Transportformen austauschen, sondern auch durch Wämepumpen & Co. kommt nicht nur Strom mal aus einer anderen Richtung, sondern sind andere Querschnitte umzusetzen.

    • @Janix:

      Leider dauert es immer noch von der Planung bis zum Baubeginn ca. 15 Jahre bis die Netze erweitert werden können. Hauptgegner der Ausbauten sind leider die Anlieger.

      • @Bernd Simon:

        Ich meinte gerade eher im Nahbereich, dass genügend Ampere auch für mehr Großgeräte da sind.



        Bei den Nord-Süd-Verbindungen gab es die Proteste, aber v.a. die CSU hat sich äußerst ungeschickt angestellt, zu spät, zu verzagt, zu fachfremd. Allein schon deshalb wäre ich so langsam für eine separate CSU-Stromgebiet-Zone.

  • Dynamische Strompreise für Solaranlagen mit Batteriespeicher, so dass auch die Betreiber von negativen und hohen Preisen profitieren können, und Aufhebung des Einspeiseverbots von Batteriestrom würde zum weiteren Ausbau von dann rentablen privaten Speicherkapazitäten führen und den Strompreis mitglätten. Die meisten Anlagen dieser Anlagen können bereits jetzt so regeln dass sie bei hoher Nachfrage ins Netz speisen und z.B. erst mittags die Batterie laden.



    Der Engpass liegt hier bei den nötigen Steuerboxen.