Das sogenannte Load Shifting oder zu Deutsch die Lastverschiebung spielt in der Energieversorgung eine wichtige Rolle, um das Stromnetz stabil zu halten und Überlastungen zu vermeiden. Durch gezielte Verlagerung von Lasten werden Engpässe ausgeglichen und die Auslastung der Netze optimiert. In diesem Artikel werden die verschiedenen Ansätze und Technologien der Lastverschiebung in der Energieversorgung näher betrachtet und deren Bedeutung für die Energiewende diskutiert.
Lastverschiebung Definition: Was ist das Load Shifting?
Die Lastverschiebung (das Load Shifting) in der Energieversorgung bezeichnet die gezielte Verlagerung von Stromverbrauch zu Zeiten, in denen das Stromnetz weniger stark belastet wird. Dies geschieht in der Regel durch den Einsatz von intelligenten Stromnetzen, sogenannten Smart Grids, die es ermöglichen, Verbrauchsstellen wie beispielsweise Haushalte, Industrieanlagen oder Ladesäulen für Elektrofahrzeuge flexibel zu steuern. Durch die Lastverschiebung werden Engpässe im Netz vermieden, erneuerbare Energien besser integriert und die Effizienz der Energieversorgung gesteigert.
Wie funktioniert die Lastverschiebung?
Es gibt verschiedene Möglichkeiten zur Lastverschiebung, einschließlich des Einsatzes von Speichertechnologien, der Steuerung von Verbrauchsgeräten und der Umstellung auf flexible Tarifmodelle.
Unternehmen oder Haushalte überwachen beispielsweise ihre Energieverbrauchsmuster und verschieben die geplante Energienutzung zu Zeiten mit niedrigerer Nachfrage, um Kosten zu senken und das Stromnetz zu entlasten.
Im industriellen Maßstab arbeiten Energieunternehmen mit Speichertechnologien wie Batterien oder Pumpspeicherkraftwerken, um überschüssige Energie zu speichern und zu Zeiten mit höherer Nachfrage abzugeben. Darüber hinaus tragen intelligente Stromnetze und Smart-Grid-Technologien dazu bei, die Energieversorgung besser zu steuern und die Lastverschiebung zu erleichtern.
Load Shifting vs. Peak Shaving
Load Shifting und Peak Shaving sind zwei Strategien zur Steuerung der Nachfrage nach Energie, haben jedoch unterschiedliche Zwecke und Vorgehensweisen. Beide Verfahren sind wichtige Instrumente zur Optimierung der Energieversorgung und des Energieverbrauchs.
Wo liegen die Unterschiede zwischen beiden Verfahren?
Load Shifting konzentriert sich auf die Verschiebung des Energieverbrauchs von Spitzenlastzeiten zu Zeiten mit geringerer Nachfrage. Diese Strategie zielt darauf ab, die Energiekosten zu senken, indem Unternehmen oder Haushalte ihre Energienutzung zu Zeiten verschieben, wenn die Energiepreise niedriger sind. Durch die Lastverschiebung reduzieren sie ihre Energiekosten und entlasten das Stromnetz, indem sie die Nachfrage optimieren.
Peak Shaving hingegen bezieht sich darauf, die Höhepunkte der Energieverbrauchsspitzen zu reduzieren oder abzuschneiden, um die Gesamtkosten der Energieversorgung zu senken. Dieses Verfahren ermöglicht es, die Höchstlastzeiten zu glätten und Überlastungen im Stromnetz zu vermeiden. Peak Shaving wird in der Regel durch den Einsatz von Energiespeichertechnologien umgesetzt, wodurch überschüssige Energie gespeichert und bei Bedarf abgerufen wird.
Was versteht man unter dem Lastabwurf?
Der Lastabwurf ist eine Maßnahme, die in der Energieversorgung angewendet wird, um das Stromnetz vor Überlastungen zu schützen und die Netzstabilität zu gewährleisten. Wenn die Nachfrage nach Strom plötzlich stark ansteigt oder das Netz andere Probleme wie Spannungsschwankungen oder Überlastungen aufweist, ist es notwendig, einen Teil der Last abzuwerfen, um Schäden an der Netzinfrastruktur zu vermeiden.
Beim Lastabwurf werden bestimmte Verbrauchsstellen beziehungsweise Anlagen gezielt aus dem Netz genommen oder ihre Energieversorgung reduziert, um die Last auf dem Netz zu verringern. Dies geschieht üblicherweise automatisch durch die Steuerungssysteme des Stromnetzes, die auf Echtzeitdaten zur Netzlast und -kapazität basieren. Durch den Lastabwurf werden drohende Überlastungen vermieden und die Stabilität des Netzes aufrechterhalten.
Lastabwurf ist eine letzte Maßnahme, die nur im Notfall angewendet wird, um das Netz vor Schäden zu schützen. Dabei ist es wichtig, dass die Energieversorgungsunternehmen über klare Prozesse und Richtlinien verfügen, um den Lastabwurf effektiv und sicher durchzuführen. In der Regel werden Verbraucher:innen über kurzzeitige Unterbrechungen oder Lastabwürfe informiert, um mögliche Auswirkungen zu minimieren.
Wie entsteht hier die sogenannte Blindleistung?
Blindleistung entsteht, wenn elektrische Verbrauchsstellen in einem Netzwerk eine bestimmte Spannung benötigen, aber keinen wirklichen elektrischen Wirkstrom aufnehmen. Die Hauptursache für die Entwicklung von Blindleistung ist die Induktivität der elektrischen Verbrauchsstellen wie Motoren, Transformatoren oder Spulen. Bei Induktivitäten entsteht eine Phasenverschiebung zwischen der Spannung und dem Stromfluss, weshalb ein Teil der elektrischen Energie als Blindleistung verbraucht wird.
Blindleistung führt häufig zu Problemen im Stromnetz, da sie die Effizienz der Energieübertragung verringert, die Spannungsqualität beeinträchtigt und die Leistungsfähigkeit der Netzeinspeisung begrenzt. Daher ist es wichtig, die Blindleistung zu vermeiden und die Spannung in einem Netzwerk stabil zu halten.
Die Induktivität bezieht sich auf die Fähigkeit eines elektrischen Geräts oder einer elektrischen Komponente, eine Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung zu verursachen. Dies tritt insbesondere bei Geräten auf, die Spulen oder Transformatoren enthalten. Die Induktivität entsteht durch das Magnetfeld, das sich bildet, wenn ein elektrischer Strom durch eine Spule fließt. Dies hat Auswirkungen wie Blindleistung, eine ungleichmäßige Belastung des Stromnetzes und eine ineffiziente Energieübertragung.
Lastverschiebung vs. Lastreduzierung
Lastverschiebung und Lastreduzierung sind zwei Strategien in der Energieversorgung zur Verbesserung der Energieeffizienz und Kostenreduktion. Beide Strategien sind wichtig, um die Auswirkungen der Lasten auf das Stromnetz zu minimieren.
Welche Unterschiede gibt es bei diesen beiden Verfahren?
Insgesamt zielt die Lastverschiebung darauf ab, den Zeitpunkt des Energieverbrauchs zu optimieren, während die Lastreduzierung darauf abzielt, den Gesamtenergieverbrauch zu senken. Die Unterschiede zwischen den beiden Strategien liegen auch in ihren Herangehensweisen:
Lastverschiebung
Ziel: Die Lastverschiebung zielt darauf ab, den Zeitpunkt des Energieverbrauchs zu verlagern, um die Auslastung des Netzwerks zu optimieren und die Kosten zu senken.
Vorgehensweise: Der Energieverbrauch wird gezielt auf Zeiten mit niedrigerer Nachfrage oder niedrigeren Energiepreisen verschoben, um die Spitzenlastzeiten zu glätten und das Netz zu entlasten.
Beispiel: Unternehmen planen ihre Produktionsprozesse außerhalb der Spitzenlastzeiten oder Haushalte verlagern ihre täglichen energieintensiven Aktivitäten auf Zeiten, wenn der Strom günstiger ist.
Lastreduzierung
Ziel: Die Lastreduzierung zielt darauf ab, den absoluten Energieverbrauch zu verringern, ohne den Zeitpunkt des Verbrauchs wesentlich zu ändern.
Vorgehensweise: Durch effizientere Nutzung von Energie, Einsatz energieeffizienter Technologien oder Änderungen im Verbrauchsverhalten wird der Gesamtenergieverbrauch gesenkt.
Beispiel: Energieeffiziente Geräte, optimierte Beleuchtungssysteme oder die Durchführung von Isolierungsmaßnahmen kommen zum Einsatz, um den gesamten Energieverbrauch zu reduzieren.
Lastverschiebung in Firmen und Privathaushalten
Lastverschiebung in Unternehmen
Die Lastverschiebung in Unternehmen trägt zur Kostenreduzierung, Verbesserung der Energieeffizienz, Stabilisierung des Netzes und Stärkung der Nachhaltigkeit bei. Indem Unternehmen ihre Lastverschiebung strategisch planen und umsetzen, profitieren sie von den Vorteilen eines flexiblen Energieverbrauchs. Nachfolgend haben wir einige Beispiele zusammengetragen, wie die Lastverschiebung in Unternehmen umgesetzt wird:
Lastmanagement
Unternehmen implementieren ein Lastmanagement-System, um den Energieverbrauch ihrer Anlagen, Maschinen und Gebäude gezielt zu steuern. Indem sie Energie zu Zeiten mit niedrigeren Strompreisen verbrauchen, senken sie signifikant ihre Stromrechnung.
Eigenstromnutzung
Unternehmen mit eigenen Energieerzeugungssystemen, wie Solar- oder Windkraftanlagen, nutzen die Lastverschiebung, um den selbsterzeugten Strom optimal zu nutzen. Indem sie energieintensive Prozesse zu Zeiten mit hoher Eigenstromproduktion durchführen, reduzieren sie ihren Bezug von teurem Netzstrom.
Einsatz von Energiespeichern
Unternehmen nutzen Energiespeicher wie Batterien, um überschüssigen Strom zu speichern und zu einem späteren Zeitpunkt zu verbrauchen. Durch den Einsatz von Energiespeichern erhöhen sie ihre Flexibilität.
Netzstabilisierung
Die gezielte Verschiebung von Lasten trägt dazu bei, das Stromnetz stabil zu halten und Überlastungen zu vermeiden. Dies ist besonders wichtig in industrieintensiven Gebieten oder zu Spitzenlastzeiten.
Lastverschiebung im privaten Haushalt
Um den Energieverbrauch zu optimieren und die Stromrechnung zu senken, lohnt es sich, die Lastverschiebung auch privat zu praktizieren. Die Lastverschiebung im privaten Haushalt trägt unmittelbar dazu bei, Geld zu sparen und das Stromnetz zu entlasten. Hier sind einige Strategien zur Umsetzung der Lastverschiebung im privaten Bereich:
Nutzung von zeitgesteuerten Geräten
Viele Haushaltsgeräte wie Waschmaschinen, Geschirrspüler, Trockner und Klimaanlagen verfügen über Zeitsteuerungsfunktionen. Indem man diese Geräte zu Zeiten mit günstigeren Stromtarifen betreibt, profitiert man von niedrigeren Energiekosten.
Smart-Home-Technologien
Die Verwendung von Smart-Home Technologien wie intelligenten Steckdosen oder Thermostaten ermöglicht privaten Haushalten den Energieverbrauch ihrer Geräte zu steuern und zu optimieren. Zum Beispiel werden elektrische Heizungen oder Klimaanlagen zu Zeiten mit niedrigerem Stromverbrauch programmiert.
Eigenverbrauchsoptimierung von PV-Anlagen
Wenn ein Haushalt eine Photovoltaikanlage besitzt, reduziert er durch die gezielte Nutzung des erzeugten Solarstroms seine Stromkosten. Indem energieintensive Geräte wie Trockner, Waschmaschinen oder Geschirrspüler tagsüber betrieben werden, wenn die Sonne scheint, maximiert sich der Anteil des selbstgenutzten Sonnenstroms.
Energieeffiziente Elektrogeräte
Der Einsatz von energieeffizienten LEDs, sparsamen Haushaltsgeräten und Wärmedämmung trägt ebenfalls dazu bei, den Gesamtenergieverbrauch im Haushalt zu reduzieren und die Lastverschiebung zu optimieren.
Lastverschiebung in der Elektromobilität
Die Lastverschiebung in der Elektromobilität bezieht sich auf die gezielte Steuerung des Ladevorgangs von Elektrofahrzeugen, um die Belastung des Stromnetzes zu vermeiden und von günstigeren Stromtarifen zu profitieren. Mithilfe der Lastverschiebung entlasten Elektrofahrzeuge das Stromnetz, optimieren die Nutzung erneuerbarer Energien und reduzieren insgesamt die Kosten für die Elektromobilität. Hier sind einige Beispiele, wie die Lastverschiebung in der Elektromobilität umgesetzt wird:
Lademanagement-Systeme
Durch den Einsatz von intelligenten Lademanagement-Systemen werden Elektrofahrzeuge so geladen, dass sie zu Zeiten mit niedriger Stromnachfrage und günstigeren Strompreisen an das Stromnetz angeschlossen sind. Dies erfolgt beispielsweise durch die Programmierung des Ladevorgangs oder durch die Anbindung der Ladepunkte an ein Smart Home-System.
Vehicle-to-Grid-Technologie (V2G)
Bei der V2G-Technologie entnehmen Elektrofahrzeuge nicht nur Strom aus dem Netz, sondern dienen auch als mobile Energiespeicher und einspeisen überschüssige Energie zurück ins Netz. Auf diese Weise tragen Elektrofahrzeuge zur Netzstabilisierung bei und unterstützen die Integration erneuerbarer Energien.
Lastmanagement-Systeme
In Unternehmen und Wohnanlagen mit vielen Elektrofahrzeugen wird ein zentrales Lastmanagement eingesetzt, um die Ladevorgänge der Fahrzeuge zu koordinieren und eine gleichmäßige Verteilung der Last auf das Stromnetz sicherzustellen. Dadurch werden Überlastungen im Netz vermieden und die Gesamteffizienz des Stromnetzes verbessert.
Lastverschiebung in PV-Anlagen
Bei der Lastverschiebung in Photovoltaikanlagen handelt es sich hauptsächlich um die Steuerung und Optimierung des Energieverbrauchs oder der Energiespeicherung. Die Lastverschiebung in PV-Anlagen ermöglicht eine effiziente und selbstbestimmte Nutzung der Solarenergie, wodurch sich der Eigenverbrauch maximiert und die Abhängigkeit von konventionellen Energiequellen reduziert. Nachfolgend sind einige Verfahren aufgeführt, wie die Lastverschiebung in Photovoltaikanlagen umgesetzt wird:
Speichersysteme
Durch den Einsatz von Batteriespeichersystemen wird überschüssige Sonnenenergie tagsüber gespeichert und zu Zeiten mit geringerer Sonneneinstrahlung oder höherem Energiebedarf abgerufen. Auf diese Weise wird die selbst erzeugte Solarenergie effizient genutzt und der Eigenverbrauch maximiert.
Energiemanagement-Systeme
Durch den Einsatz intelligenter Steuerungstechnologien werden Photovoltaikanlagen mit dem Energieverbrauch im Haushalt oder Unternehmen synchronisiert. Das Energiemanagement-System optimiert den Zeitpunkt des Energieverbrauchs, um die erzeugte Solarenergie bestmöglich zu nutzen.
Zeitgesteuertes Laden der Elektrofahrzeuge
Wenn die Photovoltaikanlage ausreichend Energie erzeugt, werden Elektrofahrzeuge zur optimalen Nutzung der erzeugten Energie zeitgesteuert geladen. Auf diese Weise wird der Energiebedarf mit dem Ertrag der Photovoltaikanlage abgestimmt.
Netzgekoppelte Anlagen
Bei netzgekoppelten Photovoltaikanlagen wird überschüssige Solarenergie ins öffentliche Stromnetz eingespeist. Die Vergütung für eingespeiste Solarenergie ist jedoch zumeist niedriger als der Preis für selbstverbrauchte Solarenergie. Daher ist es wirtschaftlich sinnvoll, den Eigenverbrauch dann zu steigern, wenn die Sonneneinstrahlung hoch ist, um die Einspeisung ins Netz zu reduzieren.
Lastverschiebung im industriellen Bereich
Die Lastverschiebung im industriellen Bereich funktioniert zumeist durch die Verlagerung des Energieverbrauchs von einem Zeitpunkt mit hoher Stromnachfrage auf einen Zeitpunkt mit niedrigerem Strombedarf. Dies wird in der Regel mittels der Steuerung von elektrischen Lasten wie Motoren, Pumpen, Kompressoren, Produktionslinien oder Heizsystemen erreicht.
Mithilfe der Lastverschiebung senken Industrieanlagen ihre Stromkosten, da sie Strom zu Zeiten mit niedrigeren Energiepreisen beziehen. Diese Flexibilität machen sich Energieversorgungsunternehmen zunutze, um die Netzstabilität zu verbessern und die Auslastung bestehender Kraftwerke zu optimieren.
Die Lastverschiebung in der Industrie trägt wesentlich dazu bei, die Gesamteffizienz des Stromnetzes zu verbessern, indem sie die Spitzenlast reduziert und die Notwendigkeit teurer Reservekapazitäten verringert. Lastverschiebestrategien der Industrieanlagen gleichen insgesamt das Netz aus und erleichtern die Integration erneuerbarer Energien.
Fazit: Das ist Lastverschiebung: Der Energiemarkt im Wandel
Die Lastverschiebung in der Energieversorgung bezeichnet die Steuerung und den Ausgleich der Energienachfrage über einen bestimmten Zeitraum hinweg. Insgesamt bietet die Lastverschiebung eine flexiblere und effizientere Nutzung von Energieressourcen, was sowohl den Stromabnehmer:innen als auch den Energieunternehmen zugutekommt.
Die Lastverschiebung ermöglicht es den Energieversorgungsunternehmen, die Stromerzeugung und -verteilung effizienter zu gestalten, teure Reservekapazitäten zu reduzieren und gleichzeitig die Kosten zu senken. Durch die gezielte Verlagerung von Lasten auf Zeiten mit niedrigerer Stromnachfrage werden Überlastungen im Netz vermieden. Angesichts der steigenden Integration erneuerbarer Energien und der Digitalisierung des Energiesektors wächst die Nachfrage nach flexiblen Lösungen. Mithilfe der Lastverschiebung wird der Strombedarf an die schwankende Verfügbarkeit von Wind- und Solarenergie angepasst und das Stromnetz stabilisiert.
Die Lastverschiebung eröffnet neue Möglichkeiten für innovative Geschäftsmodelle auf dem Energiemarkt. Unternehmen können beispielsweise Stromtarife anbieten, die auf der Lastverschiebung basieren, oder innovative Lademanagement-Lösungen für Elektrofahrzeuge entwickeln. Die Lastverschiebung spielt deshalb eine zentrale Rolle in der Entwicklung des Marktes für Elektromobilität.
Zusammenfassend kann man sagen, dass die Lastverschiebung unmittelbar die Effizienzsteigerung, die Netzstabilisierung sowie eine bessere Integration erneuerbarer Energien ermöglicht. Die gezielte Steuerung der Stromnachfrage schafft die Grundlage, den Energiemarkt zukunftsfähig zu gestalten.
