Hybrid-Photovoltaik-Kraftwerke

Zwischen 2023 und 2024 werden Solaranlagen drei Viertel der weltweit neu installierten Stromerzeugungskapazität ausmachen. Im Jahr 2015 lag die weltweit installierte Leistung der Photovoltaik bei rund 200 GW, im Jahr 2024 wird sich die Erzeugungskapazität auf 2.000 GW verzehnfachen und die Zwei-Terawatt-Marke erreichen.

Die Internationale Energieagentur schätzt, dass bis 2030 rund 6.000 GW an PV-Kapazität installiert sein werden, eine weitere Verdreifachung in nur wenigen Jahren. Der nahezu exponentielle Anstieg der EE-Kapazität erfordert eine flexible und intelligente Integration in das Energiesystem.

Ein wichtiger Teil der Antwort auf die Integrationsherausforderung wird die Kombination von Erzeugung und Energiespeicherung am selben Standort sein. In naher Zukunft wird die Kombination von Freiflächensolaranlagen und Speichersystemen die neue Norm sein - ein Trend, der bereits auf dem deutschen Markt für Hausspeicher zu beobachten ist.

Deutlich niedrigere Preise als in der Vergangenheit
Eine wichtige Triebfeder für den weit verbreiteten Boom von Hybridprojekten sind die nahezu vollständig gesunkenen Preise für Komponenten. Photovoltaik-Komponenten sind heute 85% und Batteriespeicher sogar 90% günstiger als noch vor 15 Jahren.

Laut einer im Juli 2024 veröffentlichten Studie des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) liegen die Gesamtstromkosten (LCOE) für deutsche Solarparks zwischen 4,1 und 6,9 Cent/kWh. Bei der Kombination von Freiflächen-PV mit Batteriespeichern liegen die LCOE zwischen 6,0 und 10,8 Cent/kWh.

Die Produktionskosten von Kraftwerken mit fossilen Brennstoffen sind inzwischen deutlich höher. Strom aus Braunkohlekraftwerken kostet 15,1 bis 25,7 Cent, aus Steinkohlekraftwerken 17,3 bis 29,3 Cent, aus GuD-Kraftwerken 10,9 bis 18,1 Cent und aus flexiblen Gaskraftwerken 15,4 bis 32,6 Cent pro Kilowattstunde. Strom aus Kernkraftwerken kostet 13,6 bis 49,0 Cent/kWh.

Das zeigt, dass wir mit Hybridkraftwerken nicht nur viel Geld sparen, sondern auch die Umwelt schonen. Langfristig garantieren sie niedrige Strompreise für Industrie, Mittelstand und Haushalte.

Hybridkraftwerke und Netze
Der Trend zu Hybridkraftwerken wird durch den weltweiten Boom bei Batteriespeichern noch verstärkt. Batteriespeichersysteme können helfen, die Vermarktung von Ökostrom durch verschiedene Geschäftsmodelle wie Einspeisetarife oder Direktvermarktung zu optimieren.

Batterien ermöglichen auch Energiearbitrage, d. h. die Speicherung von Strom bei niedrigen Preisen und die Rückspeisung in das Netz bei hoher Nachfrage - und damit hohen Preisen - sowie Betriebsreserven und Netzstabilitätsdienste. In Zukunft werden die Netzstabilitätsdienstleistungen von Hybridkraftwerken wesentlich zur Erhöhung der Netzstabilität und Flexibilität beitragen. Intelligente Steuerungskonzepte und -verfahren werden es ihnen ermöglichen, zwischen den Betriebsmodi zu wechseln, um ein ideales Gleichgewicht zwischen Rentabilität und Netzdienlichkeit zu erreichen.

Maximale Auslastung

Netzanschlussstandorte sind oft ein begrenzender Faktor für den Einsatz von PV- und Windkraftanlagen. Entgegen der derzeitigen Praxis könnten sie genutzt werden, um mehr Erzeugungskapazität anzuschließen, als sie tatsächlich übertragen können.

Ein solcher Überbau von EE-Kapazitäten wäre für Hybridanlagen sinnvoll, da die Erzeugungsprofile von PV und Wind sehr unterschiedlich sind und sich sogar ergänzen. Durch den Anschluss von Solar- und Windkraftanlagen und den Bau von 250 % mehr Kapazität könnte die Auslastung des Netzanschlusspunktes auf 53 % steigen.

Im Gegensatz dazu haben reine PV-Anlagen einen durchschnittlichen Auslastungsgrad von 13 Prozent und reine Windkraftanlagen von 33 Prozent. Der Bundesverband Erneuerbare Energie e.V. bezeichnet diesen Ansatz als „Low-Efficiency-Quellen“.