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Deutschland vor Batteriespeicher-Boom

Deutschlands Bürger haben die Energiewende in ihre Zukunftsplanung integriert. Mehr als jeder Dritte (37 Prozent) hält es für wahrscheinlich, dass im Jahr 2030 in der Immobilie, in der er wohnt, ein Teil des benötigten Stromes selbst erzeugt wird. Fast genauso viele (31 Prozent) glauben, dass der vor Ort erzeugte Strom dann in einer Batterie gespeichert wird. 28 Prozent können sich sogar vorstellen, dass dieser Strom im Rahmen eines virtuellen Kraftwerks gehandelt werden könnte. Dies geht aus einer repräsentativen YouGov-Umfrage unter 2000 Bundesbürgern im Auftrag der Energiewende-Partner WWF und LichtBlick hervor. Die große Bereitschaft der Deutschen, in Photovoltaik-Anlagen, Batteriespeicher und E-Autos zu investieren, müsse politisch in die richtigen Bahnen gelenkt werden, um einen möglichst hohen Beitrag zur Energiewende zu leisten, fordern der WWF und LichtBlick. "Wir brauchen eine volkswirtschaftlich sinnvolle Verzahnung der dezentralen und zentralen Elemente des zukünftigen Stromsystems", so Viviane Raddatz, Energieexpertin beim WWF. "Die intelligente Steuerung von Millionen zentraler und dezentraler Anlagen und Speicher ist die entscheidende Zukunftsherausforderung für die Energiewende in den nächsten Jahren. Damit sie gelingt, muss der politische Rahmen schnellstmöglich gesetzt werden." "Wind- und Sonnenstrom sowie Batterien können in virtuellen Kraftwerken entscheidend zur sicheren Stromversorgung aller beitragen. Hier entsteht derzeit ein neuer, digitaler Energiemarkt. Deutschland kann eine führende Rolle in diesem Weltmarkt übernehmen, wenn Unternehmen und Politik sich der Entwicklung stellen", ergänzt Ralph Kampwirth, Sprecher des Energie- und IT-Unternehmens LichtBlick. Die neuen Umfrageergebnisse zu dezentraler Energieerzeugung und Speichern passen zu den Erwartungen der Energieexperten von Agora Energiewende. Sie halten laut einem heute vorgestellten Hintergrundpapier einen Boom von Photovoltaik-Anlagen und Solarspeichern für möglich. Das deutsche Stromsystem kann laut Agora Energiewende unter der Bedingung netzfreundlicher Rahmenbedingungen ohne größere Probleme mit einer Vervierfachung der Solarstromanlagen zurechtkommen, wenn die Anlagen um akkugestützte Stromspeicher ergänzt würden. 2014 wurden in Deutschland in etwa 1,5 Millionen PV-Anlagen rund 35 Milliarden Kilowattstunden Solarstrom produziert. Wichtigster Grund für den Speicherboom in Privathaushalten sind die sinkenden Batteriepreise für Solarbatterien und E-Auto-Speicher. Dies zeigt eine aktuelle Studie des schwedischen Stockholm Environment Institutes. Sie belegt, dass die Kosten im Speichermarkt für Elektrofahrzeuge deutlich stärker fallen, als bisher von der Politik angenommen. Sinkende Batteriepreise könnten demnach auch den Absatz von E-Mobilen deutlich ankurbeln. Immerhin 28 Prozent der im Auftrag von WWF und LichtBlick befragten Verbraucher geben an, sie würden sich für ein Elektroauto entscheiden, wenn die Preise sänken.

 

Preisrutsch bei Speichern ermöglicht Energiewende 2.0

Die Nachfrage nach Solarstrom-Speichern für die Rund-um-die-Uhr-Versorgung von Gebäuden ist deutlich gestiegen. Nach Angaben des Bundesverbandes Solarwirtschaft e.V. (BSW-Solar) hat sich die Zahl der insgesamt in Deutschland installierten Systeme innerhalb eines Jahres auf über 20.000 in etwa verdoppelt. Als Treiber dieser positiven Entwicklung gelten ein Preisrutsch und der Wunsch vieler Bürger nach mehr Unabhängigkeit. Nach aktuellen Erhebungen des BSW-Solar und der Intersolar Europe haben sich die durchschnittlichen Systemkosten für Eigenheim-Solarstromspeicher binnen der letzten 12 Monate durch Skaleneffekte und technischen Fortschritt um rund 26 Prozent reduziert. „Mit der zunehmenden Verbreitung intelligenter Solarstromspeicher hält die Energieversorgung von morgen Einzug. Die zeitliche Entkoppelung von dezentraler Produktion und lokalem Verbrauch von Ökostrom steigert die Unabhängigkeit, entlastet die Stromnetze und stabilisiert die persönlichen Energiekosten“, sagt Carsten Körnig, Hauptgeschäftsführer des BSW-Solar anlässlich der Eröffnung der Intersolar Europe, der weltweit führenden Fachmesse für die Solarwirtschaft.

 

Prognosen erwarten für dieses Jahr eine weitere Steigerung des weltweiten Photovoltaik-Zubaus. Nachdem 2014 bereits PV-Anlagen mit einer Spitzenleistung von rund 40 Gigawatt (GW) neu installiert wurden, wird für dieses Jahr mit der Neuinstallation von über 50 GW gerechnet. Bis 2020 rechnen Experten mit einer Verdreifachung des Weltmarktes auf rund 120 GW. Es wird erwartet, dass Photovoltaik bald die günstigste Elektrizitätsform in vielen Regionen der Welt sein wird. In Deutschland ist Solarstrom aus der eigenen Photovoltaik-Anlage schon heute sehr viel günstiger als Strom vom Energieversorger, eine hohe Selbstversorgungsquote kann die privaten Energieausgaben spürbar senken. Mithilfe eines Stromspeichers kann ein hohes Maß an Energieautarkie erreicht werden, da preiswerter Solarstrom so auch zeitversetzt und nach Sonnenuntergang genutzt werden kann. Der wachsende Speichermarkt spiegelt sich auch auf der gleichzeitig mit der Intersolar Europe stattfindenden ees Europe, der internationalen Fachmesse für Batterien und Energiespeichersysteme, wider: Die Ausstellungsfläche hat sich binnen eines Jahres verfünffacht. Was beim Solarstrom als relativ neuer Trend gilt, ist bei der Solarwärme bereits seit vielen Jahren Standard: Die lokale Energiespeicherung, um sowohl von Witterungsschwankungen als auch von Energieversorgern unabhängiger zu werden. Investitionen in Solarheizungen gelten dank jüngst deutlich verbesserter staatlicher Förderung als besonders attraktiv. Die Zuschüsse wurden am 1. April um bis zu 100 Prozent angehoben, für den Einbau einer Solarwärmeanlage zur Heizungsunterstützung erhält man nun mindestens 2.000 Euro. Großes Zukunftspotenzial birgt nach Auskunft des BSW-Solar auch die Versorgung ganzer Siedlungen mit solarer Nahwärme. Diese sei inzwischen bereits für Preise von unter fünf Cent je Kilowattstunde möglich, was zu einem steigenden Interesse bei Stadtwerken und Kommunen führe. In Deutschland decken 1,5 Millionen Photovoltaik-Anlagen rund sechs Prozent des Stromverbrauchs. Hinzu kommen zwei Millionen Solaranlagen für die Wärmeerzeugung.

 

Netzstabilität und Versorgungssicherheit durch Pumpspeicherwerke

Als multifunktionale Kraftwerke haben Pumpspeicher einen hohen Nutzen für die Energiewende. Sie sind die einzigen großtechnischen, erprobten und verfügbaren sowie besonders flexibel einsetzbaren Stromspeicher. Außerdem stellen sie zuverlässig viele verschiedene Systemdienstleistungen für einen stabilen Netzbetrieb bereit. So tragen sie in hohem Maße zu einer sicheren Stromversorgung bei. Das geht aus einem Ergebnispapier hervor, das die Teilnehmer der dena-Plattform "Pumpspeicherwerke - Partner der Energiewende" heute als Zwischenbilanz ihrer gemeinsamen Arbeit vorgelegt haben. "Mit der Plattform ist es erstmals gelungen, Energieversorger, Kraftwerks- und Netzbetreiber, Anlagenbauer und Technologiehersteller auch über Ländergrenzen hinweg zusammenzubringen und gemeinsame Positionen sowie Handlungsempfehlungen an die Politik zu erarbeiten", erläutert dena-Geschäftsführer Ulrich Benterbusch. "Die Plattformteilnehmer empfehlen beispielsweise, Pumpspeicher bei den Netzentgelten zu entlasten, damit sie gegenüber anderen Kraftwerken nicht weiter wirtschaftlich benachteiligt werden. Derzeit müssen sie die Entgelte zur Nutzung des Stromnetzes doppelt bezahlen."

 

Vorteile von Pumpspeicherwerken für einen stabilen Netzbetrieb:

 

Schwankungen erneuerbarer Energien ausgleichen

 

Im Vergleich zu anderen Kraftwerken können Pumpspeicher im laufenden Betrieb und auch aus dem Stillstand heraus sehr schnell mehrere hundert Megawatt Strom aufnehmen oder abgeben - und damit Schwankungen in der Wind- und Solarstromproduktion ausgleichen. Sie sind in der Lage, innerhalb von 75 bis 110 Sekunden ihre maximale Leistung zur Stromaufnahme und -abgabe zu erbringen. Viele Kohlekraftwerke benötigen dafür mehrere Stunden, Kernkraftwerke meist sogar mehrere Tage.

 

Stabilität der Stromnetze wahren

 

Unvermeidlich eintretende Abweichungen zwischen Stromerzeugung und -verbrauch müssen innerhalb weniger Sekunden ausgeglichen werden. Nur so kann die Frequenz im Stromnetz gehalten und die Stabilität der Stromversorgung gesichert werden. Dazu nutzen die Netzbetreiber Regelleistung und Momentanreserve. Pumpspeicher sind so flexibel steuerbar, dass sie besonders schnell Regelleistung bereitstellen können. Über die rotierenden Massen ihrer Generatoren und Motoren tragen sie zudem zur Momentanreserve bei.

 

Engpässe im Stromnetz vermeiden

 

Sich abzeichnende Engpässe im Stromnetz vermeiden die Netzbetreiber, indem sie Kraftwerke dazu anweisen, ihre geplante Einspeiseleistung anzupassen. Konventionelle Kraftwerke können nur durch Erhöhen und Reduzieren der Stromproduktion zu diesem sogenannten Redispatch beitragen. Pumpspeicher sind hingegen die einzige großindustriell eingesetzte Technologie, die sogar über vier Möglichkeiten zur Bereitstellung von Redispatch verfügt - jeweils durch Erhöhen oder Verringern der Pump- bzw. der Generatorleistung.

 

Spannung im Stromnetz stabil halten

 

Für die Aufrechterhaltung der Versorgungssicherheit muss auch die Spannung im Stromnetz jederzeit stabil gehalten werden. Dafür wird Blindleistung eingesetzt. Pumpspeicher können durch den möglichen Wechsel zwischen Pump- und Generatorbetrieb Blindleistung sehr flexibel bereitstellen, sogar im Teillastbetrieb. Konventionelle Kraftwerke können unter Teillast nicht mehr zur Blindleistungsregelung herangezogen werden.

 

Netzwiederaufbau ermöglichen

 

Die Mehrzahl der Pumpspeicher kann bei einem Zusammenbruch des Stromnetzes ohne jegliche externe Stromversorgung aus dem abgeschalteten Zustand heraus sehr schnell wieder in Betrieb genommen werden und den Netzwiederaufbau einleiten (Schwarzstartfähigkeit).

 

Benachteiligung beenden

 

Um den dargestellten Nutzen der Pumpspeicherwerke für die Energiewende zu sichern, dürfen Pumpspeicher bei den Netzentgelten nicht mehr schlechter gestellt werden. Derzeit zahlt ein Pumpspeicherwerk beim Bezug von Strom zum Pumpen des Wassers. Und der Abnehmer des Stroms, der vom Kraftwerk später wieder in das Netz eingespeist wird, muss nochmals für die Netznutzung bezahlen. Das gefährdet die Wirtschaftlichkeit der Technologie. Das siebenseitige Ergebnispapier sowie weitere Informationen zu Pumpspeicherwerken und zur Arbeit der Plattform unter www.pumpspeicher.info.

 

Studie: 75 Prozent der Deutschen ärgern sich über leere Akkus

Wer kennt es nicht: Man ist mit der Bahn oder dem Bus unterwegs und möchte schnell mal telefonieren - und der Akku des Smartphones ist wieder leer! Durchaus keine Seltenheit bei den Deutschen, wie die aktuelle E.ON Energie-Studie belegt: Drei viertel aller Befragten gaben an, dass ihnen unterwegs schon einmal der Akku ihrer mobilen Geräte leer gegangen ist. Besonders häufig passiert das den unter 30-jährigen: 94 Prozent ärgern sich über leere Akkus - und das vor allem in Flughäfen oder Bahnhöfen (39 Prozent) oder in Zügen (39 Prozent).

 

Falscher Verdacht: Smartphones sind keine Stromfresser

 

Dabei ist das rechtzeitige Aufladen des Akkus nicht teuer: Auch wenn viele die Stromkosten für das tägliche Aufladen des Akkus auf bis zu 80 Euro jährlich schätzen- tatsächlich sind es gerade einmal wenige Euro: "Das tägliche Aufladen des Smartphones kostet im Jahr keine zwei Euro", so Dr. Uwe Kolks, Geschäftsführer von E.ON Energie Deutschland. "Der größte Stromfresser befindet sich in der Küche: meist ist es der Kühlschrank. Ein altes Gerät verbraucht über 500 Kilowattstunden im Jahr. Das macht mehr als 130 Euro im Jahr aus. Energieeffiziente Geräte der neuesten Generation verbrauchen weniger als 80 Kilowattstunden im Jahr. Damit kann man über 100 Euro pro Jahr sparen." Deshalb empfiehlt E.ON, beim Kauf neuer Geräte immer auf das EU-Energielabel zu achten. Es gibt Auskunft über die Energieeffizienzklasse: von A+++ für sehr sparsame Geräte bis hin zu G für Geräte mit hohem Energieverbrauch. Je nach Auslastung der Geräte rechnen sich die höheren Anschaffungskosten für energieeffiziente Geräte schon nach kurzer Zeit, vor allem bei der Waschmaschine oder dem Trockner.

 

Kombination aus Solaranlage und Speicher wird immer attraktiver

Auf Europas größter Fachmesse für Batterien und Energiespeichersysteme zeigten in diesem Jahr 158 Aussteller Technologien, Produkte und Dienstleistungen rund um die Speicherung erneuerbarer Energien. Die Zahl der ausstellenden Unternehmen hat sich damit verdreifacht. Die Messe, wie auch die begleitende ees Europe Conference spiegeln die wachsende Bedeutung von Energiespeichern für die Zukunft der Energieversorgung wider. Mit dem steigenden Aufkommen an erneuerbaren Energien wachsen das Interesse und der Bedarf an Energiespeichersystemen. In ihrer auf der ees Europe vorgestellten Storage Roadmap rechnet die Internationale Agentur für erneuerbare Energien (IRENA) mit 150 Gigawatt an Speicherkapazität bis zum Jahr 2030, die notwendig sind, um den Anteil erneuerbarer Energien an der Stromversorgung auf 45 Prozent zu steigern.

 

Die Kombination aus Solaranlage und Speicher wird immer attraktiver. Auch hier ist Deutschland international einer der Vorreiter. Bereits 20.000 Solarspeicher sind installiert, das entspricht einer Verdoppelung innerhalb eines Jahres. Das seit 2013 laufende Förderprogramm der Bundesregierung für Batteriespeicher zeigt damit Wirkung. Laut den Monitoring-Ergebnissen der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule (RWTH) Aachen setzt die Mehrheit der Besitzer eines Energiespeichers auf Lithium-Ionen-Batterien, gefolgt von Bleibatterien. Mit der Anschaffung eines Batteriespeichers wollen sich deren Eigentümer zum einen vor steigenden Strompreisen schützen, zum anderen ist aber auch der Wille die Energiewende zu unterstützen ein wichtiges Argument. Hinzu kommt: Im Laufe des letzten Jahrs sind die Preise für Energiespeicher um rund ein Viertel gesunken. Damit gewinnt die Kombination aus Solaranlage und Speicher auch finanziell weiter an Attraktivität.

 

Die Energiespeicherbranche arbeitet zudem daran Unternehmen und Eigenheimbesitzern das Aus- und Umrüsten so einfach wie möglich zu gestalten: Ein Trend, der sich auf der ees Europe in diesem Jahr abzeichnet sind Plug&Play fähige Lösungen, welche die Montage oder das Nachrüsten von Speichern vereinfachen. Außerdem zeigen mehrere Hersteller auf der Messe All-in-one-Lösungen, die Batterien und die Leistungselektronik in einem System kombinieren.

 

Von der Batterie bis zum Großspeicher

 

Neben den Angeboten der Aussteller konnten sich Messebesucher auf dem ees Forum über neue Technologien und innovative Lösungen informieren. Die Themen des Forums umfassten neben Speicherlösungen für Eigenheim und Gewerbe auch Großspeicher für die Industrie und neue Geschäftsmodelle der Branche. So wurden unter anderem auch Schwarmspeicherkonzepte vorgestellt, die mehrere Speicher zu einem virtuellen Großspeicher zusammenfassen. Überschüssiger Strom aus erneuerbaren Energien kann so gespeichert und bei Bedarf wieder ins Netz eingespeist werden. Die MVV Energie erprobt zusammen mit dem Unternehmen ads-tec beispielsweise derzeit in Mannheim einen Quartierspeicher, der privaten Haushalten und Gewerbebetrieben virtuelle Speicherkapazitäten in Abhängigkeit von der Leistung der angeschlossenen Anlage zur Verfügung stellt. Erzeugung, Speicherung und Verbrauch vor Ort sollen dabei helfen, Verluste beim Stromtransport zu vermeiden und die Stromnetze zu entlasten.

 

Automobilbranche steigt bei Batteriespeichern ein

 

Elektromobilität und Erneuerbare Energien gehören zusammen. Dass erkennen auch zunehmend Automobilhersteller. Mit der Tesla Powerwall stellte ein Vorreiter der Elektromobilität seinen neuen Batteriespeicher erstmals in Europa vor. Aber auch deutsche Automobilhersteller haben die Potenziale erkannt. So kooperieren Solarwatt und BMW um Gesamtpakete rund um die Elektromobilität anzubieten. Mit der Deutschen Accumotive ist auch die Daimler AG in den Markt für stationäre Energiespeicher eingestiegen und präsentierte sich auf der ees Europe. Im Rahmen der Sonderschau "Innovative Mobilität" präsentierten zudem Hersteller, wie Mitsubishi oder Nissan, bidirektionale Ladesysteme, welche die flexible Nutzung der im Elektromobil integrierten Batterie ermöglichen.

 

Über 70 Prozent der Bundesbürger erwartet Durchbruch für Solarbatterien

Die Mehrheit der Deutschen ist sich sicher: Die Solarbatterie steht vor dem wirtschaftlichen Durchbruch. 73 Prozent der Bundesbürger erwartet, dass sich die Batterie, mit der Verbraucher den tagsüber lokal erzeugten Sonnenstrom speichern und abends nutzen können, im Markt durchsetzen wird. Immerhin 17 Prozent gehen davon aus, dass sich Solarbatterien bereits innerhalb der nächsten fünf Jahre rechnen. Jeder Fünfte - umgerechnet über 13 Millionen erwachsene Verbraucher - haben bereits über die Anschaffung einer Solarbatterie nachgedacht. Dies geht aus einer repräsentativen Umfrage hervor, die das Meinungsforschungsinstitut YouGov Anfang Juni im Auftrag des Energie - und IT-Unternehmens LichtBlick durchgeführt hat. "Wir stehen am Anfang einer Energierevolution. Solarspeichern wird dabei eine Schlüsselrolle zukommen. Bereits heute sind die Deutschen davon überzeugt, dass der Kombination aus Solarstrom und Batterie die Zukunft gehört", sagt Gero Lücking, Geschäftsführung Energiewirtschaft von LichtBlick.

 

Laut Bundesverband Solarwirtschaft wurden 2014 bereits 15.000 Solarspeicher in deutschen Haushalten betrieben. Dass es nicht mehr sind, liegt nach Meinung der Bundesbürger in erster Linie an den hohen Anschaffungskosten (67 Prozent). Außerdem würden Verbraucher nur mangelhaft über die Vorteile einer Anschaffung (35 Prozent) und über Fördermöglichkeiten (34 Prozent) informiert. 32 Prozent meinen, es fehle derzeit noch an passenden Angeboten für Mieter.

 

LichtBlick geht davon aus, dass die Kosten für Batterien in naher Zukunft stark sinken werden. Das Energie- und IT-Unternehmen entwickelt Angebote für Haushalte und Gewerbe, die die Rentabilität der Speicher zusätzlich erhöhen. Das Unternehmen vernetzt Batterien zu einem Schwarm und steuert sie über seine einzigartige IT-Plattform SchwarmDirigent so, dass sie überschüssigen Ökostrom aus dem Stromnetz aufnehmen oder bei Nachfrage wieder ins Netz einspeisen. Verbraucher, die ihre Batterien in den Schwarm integrieren, profitieren von den am Energiemarkt erzielten Erlösen. Die SchwarmBatterie entwickelt LichtBlick zusammen mit Partnern wie Sonnenbatterie, SMA, Varta Storage, Gildemeister und Tesla.

 

SchwarmBatterie: SMA und LichtBlick kooperieren bei Integration von Speichern in den Energiemarkt

Immer mehr Haushalte in Deutschland erzeugen und speichern ihren eigenen Strom. Dieses Potenzial soll auch für den Energiemarkt genutzt werden und die Netz- und Marktintegration von Photovoltaik, Blockheizkraftwerken und dezentralen Speichern weiter vorangetrieben werden. Dafür kooperieren der global führende Spezialist für Photovoltaik-Systemtechnik SMA Solar Technology AG (SMA) und das Energie- und IT-Unternehmen LichtBlick. Ziel der Zusammenarbeit ist es, Ein- und Mehrfamilienhäuser mit Energiemanagement intelligent in die Strommärkte zu integrieren. Im Rahmen der Kooperation sollen im ersten Schritt Photovoltaik-Batteriesysteme von SMA über die LichtBlick IT-Plattform SchwarmDirigent mit den Märkten verbunden werden. Mit den Batteriespeichern können Betreiber von Photovoltaikanlagen am Tag erzeugten Sonnenstrom auch in den Abendstunden nutzen und so ihren Eigenverbrauch steigern.

 

Zusätzlich können die Speicher noch effizienter eingesetzt werden. Denn viele lokale Speicher ergeben vernetzt eine mächtige SchwarmBatterie, mit der LichtBlick die Stromnetze stabilisiert und wetterbedingte Schwankungen beim Wind- und Sonnenstrom ausgleicht. Verbraucher, die ihre Batterie in den Schwarm integrieren, werden von LichtBlick an den Energiemarkt-Erlösen beteiligt. Dies erhöht die Rentabilität der Systeme. "Die SchwarmBatterie ist ein intelligentes und leistungsstarkes Netzwerk aus lokalen Speichern. Die SchwarmBatterie wird in der dezentralen Energiewelt ebenso zuverlässig die Stromnetze stabilisieren wie heute in der zentralen Energiewelt große Pumpspeicher-Kraftwerke", so Gero Lücking, Geschäftsführung Energiewirtschaft von LichtBlick. Bereits heute sind rund 1,5 Millionen Photovoltaik-Anlagen zumeist auf Dächern von Privathäusern installiert. Ende 2014 wurden laut Bundesverband Solarwirtschaft zusätzlich bereits in 15.000 Haushalten Solarspeicher betrieben. Experten erwarten dank sinkender Batteriekosten ein rasches Wachstum des Speichermarktes.

 

Batterien spielen bald zentrale Rolle im Strommarkt

„Dezentrale Batterien tragen künftig zu einem stabilen Stromnetz bei. Sie ergänzen den Wind- und Solarstrom und helfen konventionelle Must-run Kraftwerke abzulösen“, so Dr. Hermann Falk, Geschäftsführer des Bundesverbands Erneuerbare Energie (BEE). Eine heute in Berlin vorgestellte Kurzstudie der Forschungsstelle für Energienetze und Energiespeicher (FENES) im Auftrag des BEE und der HANNOVER MESSE unterstreicht den positiven Beitrag dezentraler Batteriespeicher zur Integration Erneuerbarer Energie in das Stromsystem. Schon jetzt nutzen mehr als 15.000 Haushalte in Deutschland mit Hilfe intelligenter Speicher Solarstrom auch bei Dunkelheit. „Batteriekraftwerke stellen bereits heute Regelleistung bereit, die bisher maßgeblich von konventionellen Kraftwerken erbracht wurde. Auch dezentrale Batteriespeicher sind in Kürze soweit und können einzeln oder im Verbund Verantwortung für einen stabilen Netzbetrieb übernehmen. Um das vorhandene Potenzial vollständig zu erschließen, sind die Rahmenbedingungen entsprechend anzupassen“, betont der Autor der Studie, Prof. Dr.-Ing. Michael Sterner, Professor an der Ostbayerischen Technischen Hochschule Regensburg (OTH Regensburg).

 

Batteriespeicher helfen, Spannung und Netzfrequenz konstant zu halten, Engpässen vorzubeugen und eine Abregelung Erneuerbarer Energie zu verhindern. Für den künftigen Strommarkt sollten dezentrale Batteriespeicher daher als wichtige Flexibilitätsoption noch stärker als bisher auf Systemdienlichkeit ausgelegt werden. Damit können die dezentralen Batteriespeicher auch einen wichtigen Beitrag zur gesicherten Leistung erbringen. „Nun müssen die relevanten Märkte für Systemdienstleistungen geöffnet werden, um den vollen Wert der Batteriespeicher für Wirtschaft und Haushalte zu heben“, sagt Falk. Benjamin Low, Abteilungsleiter Energy bei der HANNOVER MESSE unterstreicht: „In den letzten fünf Jahren hat die Batterieforschung erhebliche Fortschritte gemacht. Die Zelltechnologie wurde verbessert, neue Materialien wurden entwickelt, die Kosten der Batteriespeicher erheblich gesenkt sowie neue und größere Produktionskapazitäten geschaffen. Diese Fortschritte im Bereich Batteriespeicher werden auf der HANNOVER MESSE zu sehen sein.“ Besonders auf dem Gebiet der intelligenten Steuerung von dezentraler Erzeugung samt Wetterprognosen, Eigenverbrauch und Optimierung des Gesamtsystems gewinnt das Batteriesystem als integraler Bestandteil der Gebäudetechnik an Bedeutung.

 

Die stark fallenden Preise  von modernen Batteriespeichern machen Hausbatteriespeicher für viele Photovoltaik-Anlagenbetreiber zunehmend interessant. „Eigenverbrauch und netzdienliches Speichern von Solarstrom passen zusammen. Die im Batterieförderprogramm der Bundesregierung festgelegte Netzdienlichkeit sollte fortgeschrieben und weiterentwickelt werden“, sagt Prof. Dr.-Ing. Bernd Engel, Sprecher der Arbeitsgruppe Netzfragen im Bundesverband Solarwirtschaft (BSW). Nach Angaben des BSW sind im letzten Jahr die Preise von Batteriespeichern um durchschnittlich 25 Prozent gesunken. Seit Mai 2013 werden kleine Batteriespeicheranlagen durch ein Programm der KfW-Bank gefördert, das bereits Anreize zur Netzdienlichkeit enthält. Dadurch ist die Nachfrage nach Speichern sprunghaft gestiegen. Mit Unterstützung der Bundesregierung informiert das Infoportal www.die-sonne-speichern.de interessierte Verbraucher rund um das Thema Solarstromspeicher.

 

Langfristig leistungsfähige Photovoltaik-Speichersysteme bauen auf durchdachte System-Architektur

Wie finde ich das richtige Speichersystem für meine Anwendung? Diese Frage stellen sich derzeit viele potentielle Käufer. Die am Markt verfügbaren Batteriespeicher unterscheiden sich erheblich in puncto Sicherheit, Preis sowie Leistungsfähigkeit und damit letztlich auch in der Wirtschaftlichkeit. Auf der Leitmesse Intersolar in München stellt das KIT nun seine neusten Forschungsergebnisse vor, wie effiziente Batterien gebaut sein sollten, und gibt Tipps, die bei der zuverlässigen Beurteilung der Leistungsfähigkeit von Speichersystemen helfen. Strom aus Sonnenenergie gehört zum Energiemix der Stadt der Zukunft. Schon heute nutzen Hausbesitzer bewusst Sonnenstrom vom eigenen Dach. Doch wie lässt sich Sonnenenergie für den Eigenverbrauch effizient und kostengünstig zwischenspeichern? Denn Speicher ist nicht gleich Speicher! Selbst wenn man sich auf eine Technologie wie etwa die Lithium-Ionen-Technologie fokussiert, gibt es noch erhebliche Unterschiede. Die Exponate am Stand des KIT (B1.631) auf der Intersolar vom 10. bis 12. Juni 2015 in München zeigen auf, wo Knackpunkte liegen können. Gute und schlechte Zellverbindungsarten und ihr direkter Einfluss auf die Leistungsfähigkeit, von Fachleuten Performance genannt, werden gezeigt. Ebenso die Qualitätsanforderungen bei der Montage von Batteriemodulen. Und ein Industrieroboter am Stand führt vor, welche Rolle das Punktschweißen spielt. Die Performance von Speichersystemen baut auf dem durchdachten Zusammenspiel aller Bauteile auf. „Durch unsere tägliche Forschungsarbeit haben wir einen breiten Marktüberblick“, so Dr. Andreas Gutsch vom Projekt Competence E am Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Die Experten am KIT führen standardmäßig Performancetests durch: an eigenen Prototypen aus dem Labor, aber auch zu Vergleichszwecken mit nahezu allen kommerziell verfügbaren Lithium-Ionen-Zellen, die für stationäre Speicher infrage kommen. Die Erfahrungen zeigen, dass ein breites Spektrum in der Leistung der verschiedenen Zellen vorliegt. Im Vergleich zu Photovoltaikmodulen ist die Performancespanne bei Speichern extrem groß. „Der Kunde wird teilweise in den Nebel geschickt. Nahezu alle getesteten Zellen sind in Systemen am deutschen Markt verfügbar. Die Speicher haben völlig unterschiedliche Preise, aber der Preis hat nichts zu tun mit der Wirtschaftlichkeit und Performance. Der Markt ist in Bezug auf die Preis-Performance-Relation völlig intransparent und es werden Systeme verkauft, die ihr Geld in puncto Performance nicht wert sind.“ Es dauert rund 3.000 Lade- und Entladevorgänge, bis ein stationäres Speichersystem seine Investitionskosten eingespielt hat. Erst ab 3.000 Vollzyklen bis zum Ende der Batterielebensdauer arbeitet es rentabel und wirft einen wirtschaftlichen Gewinn ab. Die Performancetests am KIT haben gezeigt, dass einige Zellen schon nach 1.000 Vollzyklen 30 Prozent ihrer Kapazität verlieren. Mit diesen Kapazitätseinbrüchen lassen sich stationäre Speicher nicht mehr wirtschaftlich betreiben.

 

Neben der Zyklenfestigkeit spielt für die Performance eines Speichersystems auch der Innenwiderstand der Zellen eine wichtige Rolle. Die Alterung der Batterien lässt sich demnach an zwei wichtigen Merkmalen ablesen: Die Kapazität nimmt ab oder der Innenwiderstand der Zellen steigt. Mit dem Anstieg des Innenwiderstands geht zunehmend elektrische Energie in Form von Wärme verloren. Der Anstieg des Innenwiderstands ist somit ein Parameter dafür, wie die Batterieerwärmung mit der Alterung der Batterie steigt. „Wenn Sie wissen möchten, ob ein Batteriehersteller gute Systeme anbietet, dann fragen Sie nicht nur nach der Zyklenfestigkeit, sondern vor allem auch nach dem Anstieg des Innenwiderstands mit der Alterung und dem Umgang damit“, so Gutsch. „Dies sollte im Thermomanagement der Batterie entsprechend berücksichtigt sein.“ Für den Wirkungsgrad des Gesamtsystems ist die gesamte Kette vom Solargenerator über die Batterie inklusive Batteriewechselrichter bis hin zum Verbraucher entscheidend. „Sehr gute Batteriesysteme mit Lithium-Ionen-Zellen haben heute Wirkungsgrade im Bereich von 99 Prozent. Das ist die Basis für einen hervorragenden Systemwirkungsgrad. Durch alle weiteren Komponenten im System wird er nur noch schlechter“, sagt Dr. Olaf Wollersheim, der das Projekt Competence E zusammen mit Gutsch leitet. Hier kommt es neben hocheffizienten Lithium-Ionen-Zellen auf die richtige Dimensionierung des Gesamtsystems für die jeweilige Anwendung an. Ein optimaler Systemwirkungsgrad wird dann erzielt, wenn die Leistungsfähigkeit der einzelnen Komponenten präzise aufeinander abgestimmt ist. Neben der Systemarchitektur spielen beim Batteriewirkungsgrad etwa auch die Zell- und Batteriemodulverbindungstechniken eine wichtige Rolle. „Hier gibt es in kommerziellen Systemen große Unterschiede: Ein teures System aus best-in-class Zellen kann durch schlechte Verbindungstechniken schnell zu einem Mittel- bis Unterklasse-Speicher werden. Hocheffiziente Heimspeicher können aber schon heute wirtschaftlich sein und die Strombezugskosten durch Erhöhung des Eigenverbrauchs aus Photovoltaikanlagen senken – hier kommt es auf das richtige System für die jeweilige Anwendung an“.

 

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