Wie AI-Care die Rentabilität einer CER steigert: der Speicher, der dem Strombezug der Gemeinschaft folgt

Der Speicher, der dem Strombezug der Gemeinschaft folgt – Stunde für Stunde.

Am 3. November beim IFEC-Arbeitskreis „Federare le CER“ im Grattacielo Pirelli präsentieren wir eine Simulation dazu, wie ein von AI-Care orchestrierter Stromspeicher die Wirtschaftlichkeit einer Erneuerbare-Energie-Gemeinschaft verändern kann. Wir veröffentlichen sie hier mit den verwendeten Annahmen und den Grenzen des Modells, damit alle, die eine CER betreiben oder planen, sie prüfen und diskutieren können.

Simulation im Vollbild öffnen

Steuerung: Play/Pause, 15 Minuten vor und zurück, neu starten; die Schaltflächen „Senza AI Care“ und „Con AI Care“ wählen den Tag aus. Am Tag mit AI-Care hält die Animation bei jeder Entscheidung an; weiter geht es mit „OK“.

1. Wie die Förderung einer CER berechnet wird

Der Mechanismus des DM CACER (DM 414/2023) und der operativen Regeln des GSE ist im Kern einfach und im Detail gnadenlos.

Die geteilte Energie ist für jede Stunde das Minimum aus der von den Anlagen der Konfiguration ins Netz eingespeisten Energie und der von den Mitgliedern bezogenen Energie, sofern sie an dasselbe Umspannwerk angeschlossen sind. Speisen die Produzenten um 12 Uhr 20 kWh ein und beziehen die Verbraucher 6 kWh, beträgt die geteilte Energie 6, nicht 20. Die 14 zusätzlichen kWh werden zum Marktpreis (oder über den Ritiro Dedicato) verkauft, ohne Prämie.

Der Fördertarif wird 20 Jahre lang auf die geteilte Energie gezahlt. Für Anlagen bis 200 kW besteht er aus einem festen Anteil von 80 €/MWh und einem variablen Anteil von 180 €/MWh abzüglich des stündlichen Zonenpreises, mit einer Gesamtobergrenze von 120 €/MWh. Hinzu kommen ein geografischer Zuschlag für Photovoltaik (10 €/MWh im Norden, 4 in Mittelitalien) und die ARERA-Vergütung für den Eigenverbrauch von rund 8 €/MWh.

Zwei Konsequenzen, die sich auf die Wirtschaftlichkeit auswirken:

1. Entscheidend ist die stündliche Gleichzeitigkeit, nicht die Menge. Eine Anlage kann sehr viel erzeugen und wenig teilen, wenn sie dann produziert, wenn die Gemeinschaft keinen Strom bezieht.
2. Der variable Anteil belohnt Stunden mit niedrigem Preis. Fällt der Zonenpreis auf 30–40 €/MWh, wie es in den Mittagsstunden sonniger Tage üblich ist, steigt die Förderung bis zur Obergrenze von 120 €/MWh (138 mit Zuschlag und ARERA). In den Abendstunden bei 180 €/MWh fällt der variable Anteil auf null, und es bleiben 80 + 10 + 8 = 98 €/MWh.

2. Warum ein Speicher im Eigenverbrauchsbetrieb gegen die CER arbeitet

Ein Speicher in einem Haushalt oder Unternehmen im Eigenverbrauchsbetrieb tut nur eines: Er lädt, sobald Überschuss vorhanden ist, also ab 8–9 Uhr morgens, und entlädt, wenn die Erzeugung den Verbrauch des Gebäudes, in dem er steht, nicht deckt.

In der CER hat das drei unerwünschte Effekte:

• Am Morgen entzieht er teilbare Energie. Zwischen 7 und 9 Uhr haben die Verbraucher der Gemeinschaft die erste Bezugsspitze (Familien, Büros, Bars, Schulen). Statt den Überschuss ins Netz fließen und teilen zu lassen, behält der Speicher ihn für sich.
• Mittags ist er bereits voll. Ab 11 Uhr geht der Solarüberschuss ohnehin ins Netz, in den Stunden, in denen die Gemeinschaft am wenigsten bezieht. Eingespeiste, nicht geteilte Energie.
• Abends versorgt er nur das eigene Haus. Zwischen 18 und 22 Uhr, in der abendlichen Bezugsspitze, deckt der Speicher das Gebäude, in dem er steht, und speist nichts ein.

Das Ergebnis: Aus Sicht der CER ist der Speicher nahezu unsichtbar. Er verschlechtert die Wirtschaftlichkeit gegenüber einer Anlage ohne Speicher nicht, verbessert sie aber auch nicht.

3. Was AI-Care macht

AI-Care ist die Energiemanagement-Plattform, mit der Heiwit die Flotte seiner Natrium-Ionen-Speicher und Hybrid-Wechselrichter orchestriert. Die Entscheidungslogik erstellt stündlich einen neuen Lade- und Entladeplan auf Basis des Zonenpreises, der für jede Anlage kalibrierten Erzeugungsprognose und des gemessenen Ladezustands.

Für die CER ändert die Logik ihre Zielfunktion: nicht „Eigenverbrauch des Hauses maximieren“, sondern „geteilte Energie der Gemeinschaft maximieren, unter Berücksichtigung des Bedarfs des Hauses“. Dafür benötigt sie ein zusätzliches Signal: den aggregierten Bezug der Verbraucher, alle 15 Minuten. Der GSE berechnet die geteilte Energie nachträglich auf Stundenbasis; der Speicher muss jetzt entscheiden. Ein kostengünstiges IoT-Messgerät am Bezugspunkt jedes Verbrauchers, das alle 15 Minuten die Leistung übermittelt, genügt. Nach einigen Wochen Daten geht die Logik vom Nachlaufen der Spitze zu deren Vorwegnahme über.

Am simulierten Tag gibt es vier Entscheidungen:

Keine zusätzliche Hardware an der Anlage: Es ändert sich nur der Plan, den die Logik an den Wechselrichter sendet.

4. Die Simulation

Konfiguration. Eine PV-Anlage mit 30 kWp und einem Speicher mit 60 kWh (20 kW), geringer Eigenverbrauch, sowie 15 Verbraucher mit gemischtem Profil (Spitze am Morgen, höhere Abendspitze). Typischer Frühlingstag, typisches Zonenpreisprofil mit Minimum zur Mittagszeit und Maximum zwischen 19 und 20 Uhr. Lade-/Entladewirkungsgrad 95 %.

Ergebnisse des Tages.

Die geteilte Energie verdoppelt sich. Die eingespeiste Energie bleibt nahezu gleich: Es ändert sich nur, wann eingespeist wird. Mit AI-Care steht jeder Einspeisung ein Bezug gegenüber, und die nicht geteilte Einspeisung sinkt auf null.

Was sich nicht ändert. Die Erzeugung, der Bezug der Gemeinschaft, die Hardware. Der Speicher arbeitet mehr (ein voller Zyklus statt eines Bruchteils), und das sind reale Kosten, die einzurechnen sind: Bei einem Natrium-Ionen-Speicher mit 9.000 angegebenen Zyklen und Lebensende bei 70 %deckt ein Zyklus pro Tag die gesamte Förderdauer ab.

Was sich für den Produzenten ändert. Der Produzent verzichtet auf einen Teil des abendlichen Eigenverbrauchs (im Modell etwa 1–2 kWh pro Tag), um ihn der Gemeinschaft zur Verfügung zu stellen. Für ihn lohnt sich das nur, wenn die Satzung der CER ihm einen angemessenen Anteil der von seinem Speicher erzeugten Förderung zuerkennt. Das ist eine Frage der Satzung, nicht der Technologie: Die Aufteilungsregeln entscheiden, ob der Speicher für das Haus oder für die Gemeinschaft arbeitet.

5. Grenzen des Modells

Wir sagen es, bevor es jemand anderes tut.

• Die Erzeugungs-, Last- und Preisprofile sind typische Profile, keine Messdaten. Der Mechanismus ist real; die Zahlen sind Richtwerte und müssen mit den Daten der jeweiligen CER neu berechnet werden.
• Das Modell berücksichtigt weder Netzverluste noch Leistungsgrenzen des POD noch die steuerliche Behandlung der Förderung.
• Im Winter reicht der Nachmittagsüberschuss womöglich nicht aus, um den Speicher zu füllen: Das Verzögern der Ladung ist eine prognosebasierte Entscheidung, keine feste Regel, und an kurzen Tagen zieht die Logik die Ladung vor.
• Abends deckt der Speicher etwa zwei Drittel der Spitze, nicht die gesamte: 60 kWh gegenüber einer Spitze von 20 kW über fünf Stunden. Eine andere Dimensionierung ändert die Zahlen, nicht den Mechanismus.
• Die CER-Optimierung ist derzeit eine in Entwicklung befindliche Funktion von AI-Care, keine in der Flotte aktive Funktion. Die zugrunde liegende Entscheidungslogik ist seit Monaten im Betrieb; die Zielfunktion „Gemeinschaft“ ist Gegenstand der Pilot-CER, die wir dem Arbeitskreis IFEC vorschlagen.

6. Was es braucht, um das wirklich umzusetzen

Drei Dinge, alle verfügbar:

1. Speicher, die einen externen Stundenplan akzeptieren. Heiwit-Systeme tun dies nativ über AI-Care; bei Wechselrichtern von Drittanbietern hängt es vom Protokoll ab.
2. Das Bezugssignal der Verbraucher. Ein IoT-Messgerät pro POD oder die von der CER bereitgestellten Daten der Smart Meter der zweiten Generation.
3. Eine Aufteilungsregelung, die den Produzenten mit Speicher einen Anteil des Werts zurückgibt, den sie für die Gemeinschaft erzeugen.

Wenn Sie eine CER betreiben oder gründen und diese Simulation mit Ihren realen Profilen wiederholen oder sich als Pilot-CER bewerben möchten, schreiben Sie uns an [email protected].

Quellen: DM vom 7. Dezember 2023 Nr. 414 (DM CACER); GSE, Operative Regeln CACER; ARERA, TIAD (Beschluss 727/2022/R/eel). Die genannten Tarifwerte gelten für Anlagen bis 200 kW.