Was bedeutet Lastspitzenkappung?
Lastspitzenkappung, auch Peak Shaving genannt, bezeichnet die gezielte Begrenzung hoher Leistungsbezüge am Netzanschlusspunkt. Ein Battery Energy Storage System (BESS) oder steuerbare Verbraucher können den Bedarf oberhalb eines festgelegten Grenzwerts teilweise ausgleichen beziehungsweise zeitlich verschieben. Gleichzeitig reduziert die aktuell verfügbare lokale Erzeugung den gemessenen Netzbezug. Dadurch kann die für leistungsabhängige Netzentgelte oder vertragliche Leistungskosten maßgebliche Bezugsleistung sinken.
Die wichtigsten Punkte zur Lastspitzenkappung
- Ein Energiezähler erfasst die Wirkleistung am Netzanschlusspunkt. Ein EMS regelt verfügbare Flexibilitäten anhand eines projektspezifischen Zielwerts.
- Ein BESS benötigt ausreichende Entladeleistung für die Höhe und genügend nutzbare Energie für die Dauer der Lastspitze.
- Das wirtschaftliche Potenzial hängt insbesondere vom Lastprofil, der Abrechnungsmethodik und den Leistungskosten ab.
- Lastspitzenkappung betrifft den Netzbezug und ist von einer Begrenzung der Einspeiseleistung zu unterscheiden.
Wie funktioniert Peak Shaving technisch?
Ein Energiezähler misst die aktuelle Wirkleistung am Netzanschlusspunkt und übermittelt die Messwerte in kurzen Zeitabständen an das EMS. Dieses vergleicht den Netzbezug mit einem projektspezifischen Grenzwert. Droht eine Überschreitung, gibt das EMS beispielsweise einen Entladesollwert an das BESS vor oder reduziert beziehungsweise verschiebt steuerbare Verbraucher. Gleichzeitig wird die am Standort verfügbare PV-Erzeugung bei der Berechnung des verbleibenden Netzbezugs berücksichtigt.
PV-Leistung lässt sich dabei nicht unabhängig von den aktuellen Erzeugungsbedingungen bereitstellen. Sie reduziert den Netzbezug nur, soweit zu diesem Zeitpunkt ausreichend Einstrahlung und verfügbare Anlagenleistung vorhanden sind. Wurde die PV-Anlage zuvor abgeregelt, kann sie – sofern technisch vorgesehen – innerhalb ihrer aktuell verfügbaren Leistung wieder hochgeregelt werden.
Bei einer reaktiven Regelung reagiert das EMS direkt auf gemessene Abweichungen. Messzyklus, Datenübertragung und Reaktionszeit müssen dafür ausreichend kurz sein. Maßgeblich für die Abrechnung ist häufig nicht jeder Sekundenwert, sondern die innerhalb eines festgelegten Messintervalls ermittelte Durchschnittsleistung. Bei leistungsgemessenen Standorten in Deutschland kann insbesondere die höchste abrechnungsrelevante Bezugsleistung des Abrechnungsjahres den Leistungspreis beeinflussen. Messintervall, Abrechnungsperiode und Berechnungsmethode sind jedoch anhand des konkreten Netznutzungs- oder Liefervertrags zu prüfen.
Eine Regelung kann zusätzlich den bisherigen Mittelwert und die verbleibende Zeit im jeweiligen Messintervall berücksichtigen. Dadurch muss sie nicht auf jede kurzzeitige Messwertüberschreitung mit der maximal verfügbaren Leistung reagieren.
Eine prädiktive Regelung nutzt darüber hinaus Last- und PV-Prognosen, erwartete Ladevorgänge oder Produktionspläne. Sie kann das BESS auf bevorstehende Lastspitzen vorbereiten und seine Energie gezielter auf längere oder mehrere Spitzen verteilen. Beim Nachladen berücksichtigt das EMS den Ladezustand, zulässige Lade- und Entladeleistungen, Wirkungsgrade, die verfügbare Netzleistung und weitere Betriebsziele.
Wo wird Lastspitzenkappung eingesetzt?
- Produktionsbetriebe: Maschinenstarts, elektrische Wärmeprozesse oder parallel betriebene Produktionslinien können kurzzeitig hohe Netzbezugsleistungen verursachen.
- Logistik- und Gewerbestandorte: Kälteanlagen, Fördertechnik, Gebäudetechnik und Ladeinfrastruktur können sich zeitlich überlagernde Lastspitzen erzeugen.
- Ladeparks: Ein BESS kann kurzfristig zusätzliche Ladeleistung bereitstellen, ohne dass diese vollständig aus dem Netz bezogen werden muss.
- Standorte mit begrenzter Anschlussleistung: Peak Shaving kann dazu beitragen, einen vereinbarten Bezugsgrenzwert einzuhalten.
Soll ein Bezugsgrenzwert unter allen vorgesehenen Betriebsbedingungen verbindlich eingehalten werden, sind zusätzliche Reserven und Rückfallstrategien erforderlich. Dazu können ein ausreichend hoher BESS-Ladezustand, priorisierter Lastabwurf und ein definiertes Verhalten bei Kommunikations- oder Komponentenausfällen gehören. Peak Shaving ersetzt daher nicht die technische und vertragliche Prüfung des Netzanschlusses.
Nutzen, Grenzen und technische Voraussetzungen
Lastspitzenkappung kann leistungsabhängige Netzentgelte oder vertragliche Leistungskosten reduzieren und vorhandene Netzanschlusskapazität besser nutzbar machen. Ob sich die Anwendung wirtschaftlich lohnt, hängt unter anderem von Höhe, Häufigkeit und Dauer der Lastspitzen, der Preisstruktur sowie den Investitions- und Betriebskosten der eingesetzten Flexibilitäten ab.
Für ein BESS sind zwei Größen entscheidend: Die Leistung in Kilowatt bestimmt, wie weit eine Lastspitze abgesenkt werden kann. Die nutzbare Energie in Kilowattstunden bestimmt, wie lange diese Absenkung aufrechterhalten werden kann. Ein zu niedrig gewählter Grenzwert kann das BESS frühzeitig entladen, sodass für eine spätere höhere Spitze keine ausreichende Reserve mehr vorhanden ist. Ein zu hoher Grenzwert lässt dagegen Einsparpotenzial ungenutzt. Umwandlungsverluste, Alterung und verfügbare Ladefenster sind ebenfalls zu berücksichtigen.
Weitere Anwendungen wie Eigenverbrauchsoptimierung, Notstromreserve oder marktbasierte Fahrpläne können dieselbe Speicherkapazität beanspruchen. Das EMS benötigt deshalb klar definierte Prioritäten und Betriebsgrenzen. Erforderlich sind außerdem eine geeignete Messung am relevanten Netzanschlusspunkt, verlässliche Kommunikationsschnittstellen und tatsächlich steuerbare Komponenten.
Wie lässt sich Lastspitzenkappung mit EcoPhi umsetzen?
EcoPhi kann die Leistung am Netzanschlusspunkt sowie Betriebswerte von PV-Anlagen, BESS und relevanten Verbrauchern erfassen. Bei geeigneter Geräteintegration kann das EMS einen projektspezifischen Bezugsgrenzwert überwachen und Lade- beziehungsweise Entladesollwerte an das BESS übertragen.
Auch steuerbare Verbraucher können koordiniert werden, sofern sie über geeignete Schnittstellen angebunden sind und entsprechende Eingriffe im Projekt vorgesehen wurden. Die Priorisierung mehrerer Betriebsziele lässt sich projektspezifisch abbilden. Ob diese Funktion unmittelbar verfügbar ist oder zusätzliches Engineering erfordert, hängt vom jeweiligen Anlagenkonzept und Funktionsumfang ab.
Die konkrete Umsetzung wird insbesondere durch das Messkonzept, die Speicherdimensionierung, die erforderlichen Reaktionszeiten, die unterstützten Geräteschnittstellen und die definierten Rückfallstrategien bestimmt.
Fazit: Wann ist Lastspitzenkappung sinnvoll?
Lastspitzenkappung ist besonders für Gewerbe- und Industriestandorte mit ausgeprägten, kostenwirksamen Lastspitzen relevant. Voraussetzung sind eine geeignete Messung, ausreichend verfügbare Flexibilität und eine Regelstrategie, die wirtschaftliche Ziele, technische Grenzen und notwendige Reserven miteinander verbindet.
Häufige Fragen zur Lastspitzenkappung
Was ist der Unterschied zwischen Lastspitzenkappung und Lastverschiebung?
Lastspitzenkappung zielt auf die Begrenzung der maximalen Netzbezugsleistung. Lastverschiebung verlagert Energieverbrauch oder Speicherbetrieb gezielt in andere Zeiträume, beispielsweise aufgrund zeitvariabler Strompreise. Beide Strategien können miteinander kombiniert werden.
Reicht die Leistung eines BESS für die Auslegung aus?
Nein. Neben der Entladeleistung muss die nutzbare Energie für die erwartete Dauer der Lastspitze ausreichen. Auch Ladezustand, Wirkungsgrad, Betriebsgrenzen und mögliche aufeinanderfolgende Spitzen sind relevant.
Kann PV allein Lastspitzen kappen?
PV kann den Netzbezug reduzieren, wenn Erzeugung und Lastspitze zeitlich zusammenfallen. Ohne BESS oder flexible Verbraucher steht die PV-Leistung jedoch nicht bedarfsgerecht zur Verfügung. Ihre Wirkung hängt daher von Tageszeit, Wetter und aktueller Anlagenleistung ab.
Wie wird der Grenzwert für Peak Shaving festgelegt?
Der Grenzwert wird anhand des Lastprofils, der Abrechnungsmethodik, der verfügbaren Flexibilität und des wirtschaftlichen Ziels bestimmt. Historische Messdaten und gegebenenfalls Prognosen helfen dabei, Einsparpotenzial und technische Reserve sinnvoll auszubalancieren.