Wie ein Microgrid eine schwedischen Insel vom Stromnetz unabhängig macht

Der Stockholmer Schärengarten ist weltberühmt für seine 30.000 Inseln. Ganz im Norden liegt die Insel Arholma, die für viele den Inbegriff der Schönheit des Schärengartens verkörpert: Rote Landhäuschen mit weißen Verzierungen sind in der wunderschönen Kulturlandschaft verstreut, während kahle Felsen sanft zur umgebenden Ostsee abfallen. Es überrascht nicht, dass Arholma seit mehr als einem Jahrhundert eine der beliebtesten Inseln für Sommertouristen ist.

Heute wird auf der Insel bahnbrechende Technologie eingesetzt: Die fortschrittliche Steuerung von Energiespeichern und Sonnenkollektoren ermöglicht es, die Verbindung zum Festland zu kappen, ohne die rund 250 Einwohner auch nur eine Sekunde im Dunkeln sitzen zu lassen. Im Falle eines Stromausfalls wird das Netz Arholmas sofort auf Inselbetrieb umgeschaltet, das heißt, es läuft mit seinen eigenen Microgrid-Ressourcen, die auf der intelligenten Steuerung der großen Energiespeicher und Sonnenkollektoren basieren. 

„Ziel des Projekts ist es, zu untersuchen, wie wir die Widerstandsfähigkeit des Netzes durch den Einsatz von intelligenter Steuerung, Batteriespeichern und lokaler Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien erhöhen können“, sagt Niklas Sjöberg, Senior Innovation & Business Strategist bei Vattenfall Eldistribution/Business Area Distribution. „Wenn wir die Entwicklung der Welt um uns herum betrachten, ist es offensichtlich, dass wir Netze brauchen, die einer großen Bandbreite von Belastungen standhalten können.“ 

Echtzeit-Steuerung

Das Microgrid von Arholma wurde im August 2023 eingeweiht und ist ein sogenanntes Zwei-Stunden-System. Das bedeutet, dass die beiden 160-kW-Batterien so ausgelegt sind, dass sie die gesamte Insel zwei Stunden lang versorgen können, was im Normalfall bei einem Ausfall der Festlandverbindung mehr als ausreichend ist. 

Der wichtigste Teil der Systemfunktion ist jedoch die Software-Lösung, die das Microgrid in Echtzeit scannt und steuert, den Stromfluss an jedem Punkt überprüft sowie den Status der Hardware rund um die Uhr. Die ständige Überwachung erkennt in Sekundenbruchteilen ein defektes Festlandskabel und aktiviert den Betrieb des Netzes mit eigenen Ressourcen.

Das zukunftsweisende Projekt hat bereits internationales Interesse geweckt. Im Herbst besuchte eine japanische Delegation die Forschungs- und Entwicklungsabteilung von Vattenfall, um Erfahrungen aus ähnlichen japanischen Inselprojekten auszutauschen.

Illustration des Arholma-Mikronetzes.

Flexible Kundennachfrage

Der nächste Schritt des Projekts besteht darin, die Kunden in das System einzubeziehen, das heißt, die Haushalte und kleinen Unternehmen auf der Insel. Hintergrund ist, dass der Stromverbrauch auf der Insel seit der Konzeption des Systems im Jahr 2019 deutlich gestiegen ist. Das bedeutet, dass die Batteriekapazität nicht mehr ausreicht, um Nachfragespitzen abzudecken, insbesondere im Winter. Durch die Einbeziehung von privaten Elektroheizungen, Wärmepumpen und Solaranlagen auf Dächern in das Steuerungssystem des Microgrids wird dieses wesentlich flexibler.

„Die Kundennachfrage ist die größte potenzielle flexible Ressource in unseren Netzen, und wir müssen anfangen, diese Möglichkeit zu nutzen, um Kapazitätsprobleme zu überbrücken. Wir wollen in der Lage sein, bestimmte elektrische Lasten bei Bedarf abzuschalten, insbesondere im Winter, wenn die Last hoch ist. Dies ist besonders wichtig nach einem Stromausfall, wenn wir wieder an das Stromnetz angeschlossen sind. Anderenfalls, wenn zu viele Geräte und Heizungen eingeschaltet werden, kann das Netz wieder zusammenbrechen“, sagt Niklas Sjöberg.

Zu den technischen Lösungen gehört die Installation von ferngesteuerten Unterbrechern in den Räumlichkeiten der Kunden, die stromverbrauchende Geräte für eine gewisse Zeit abschalten und stattdessen nacheinander einschalten können, um die Stabilität zu gewährleisten. 

„Wir haben festgestellt, dass die Kunden auf Arholma großes Interesse an einer Teilnahme haben, einschließlich einiger Unternehmen auf der Insel“, erläutert Niklas Sjöberg. „Wir prüfen auch, wie wir die Teilnehmer am besten entschädigen können, vor allem durch einen Rabatt auf den Netztarif. Im Januar werden wir anfangen, uns mit den Kunden zu treffen und festzulegen, welche Geräte wir gern steuern würden. Hauptsächlich sind dies Heizsysteme, Wärmepumpen und elektrische Fußbodenheizungen.“

Das Projekt zur Nutzung und Optimierung der Kundennachfrage für das Arholma-Microgrid wird im Jahr 2025 durchgeführt.