Stuttgarter Forscher testen im Praxisversuch, wie sich Ökostrom am sinnvollsten nutzen lässt. Im Mittelpunkt steht dabei die intelligente Einbindung von Elektroautos und leistungsfähigen Energiespeichern.
Stuttgart - Zugegeben, der Slogan „Global denken, lokal handeln“ klingt etwas angestaubt. Er passt aber einfach zu gut zu dem Projekt, an dem Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Arbeitswirtschaft und Organisation (IAO) seit rund sechs Jahren arbeiten. Mit kleinen, dezentralen Energienetzen, sogenannten Micro Smart Grids, wollen sie das große Projekt Energiewende vorantreiben. Ziel sei es, „auf lokaler Ebene Erzeugung und Verbrauch in Einklang zu bringen“, sagt Florian Klausmann, wissenschaftlicher Mitarbeiter am IAO. Damit ließen sich die durch den Boom erneuerbarer Energien zunehmend überforderten Netze entlasten und möglicherweise auch ein Teil der umstrittenen und teuren neuen Fernleitungen einsparen.
Als „lebensnahes Labor“ dient Klausmann und seinen Kollegen ein Parkhaus in Stuttgart-Vaihingen. An den Außenseiten des oberen Parkdecks sind Fotovoltaikmodule mit einer Spitzenleistung von 30 Kilowatt installiert. Typische Privatanlagen kommen auf zwei bis drei Kilowatt. Der Sonnenstrom fließt durch dicke Kabel zu Ladestationen für die 23 Fahrzeuge umfassende Elektroautoflotte des Instituts sowie in eine Lithium-Ionen-Batterie im Keller des Parkhauses. Auf dem Schaltschrank zeigt ein Display die aktuellen Leistungsdaten an. An diesem trüben Novembernachmittag steuern die Module kaum etwas zur Versorgung der E-Autos bei – der größte Teil des Ladestroms kommt aus dem Netz.
Auf die Energiespeicher kommt es an
An einem klaren Sommertag sieht es anders aus. „Auf das ganze Jahr gerechnet reicht die Leistung der Module aus, um unseren gesamten Elektroauto-Fuhrpark zu laden“, sagt Klausmann. Doch wegen der stark schwankenden Stromproduktion der Solarmodule ist die regenerative Vollversorgung eben nur in der Theorie möglich. „Ein Windrad wäre eigentlich ein idealer Ausgleich“, sagt Klausmann. Auf den Diagrammen, die der Forscher bei einer Fachtagung des IAO zeigt, ist sogar eines eingezeichnet. Doch gebaut wurde es nicht, weil die Windverhältnisse in Vaihingen zu schlecht sind.
Umso wichtiger sind Energiespeicher, mit denen sich Überschüsse aus Zeiten hoher Sonneneinstrahlung bis zur Nutzung in sonnenärmeren Perioden zwischenlagern lassen. Batterien – wie jene im Keller des Parkhauses – können diesen Job mangels ausreichender Kapazitäten sowie hoher Kosten nur zum Teil erledigen. Deshalb setzen die IAO-Forscher auch auf den chemischen Energiespeicher Wasserstoff, der sich durch elektrolytische Spaltung von Wasser mit überschüssigem Solar- oder Windstrom klimaneutral erzeugen lässt.