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Eigene Energieverwertung

Speichersysteme als Motor erneuerbarer Energien

Stand bisher die Energiegewinnung im Vordergrund, so rückt heute deren Speicherung in den... mehr
Stand bisher die Energiegewinnung im Vordergrund, so rückt heute deren Speicherung in den Mittelpunkt. Komplexe Energie-Management-Systeme vernetzen private und gewerbliche Erzeuger zu kleinen Kraftwerken, die die Leistung einzelner Anlagen zu „Schwarmspeichern“ bündeln. Damit werden effiziente Batteriespeichersysteme unverzichtbar, denn sie gleichen nicht nur Lastspitzen aus und erhöhen die Verfügbarkeit des Stroms, sondern sind auch ein wichtiger Bestandteil der Netzintegration und tragen somit zur eigenen Rentabilität bei.

Es gibt eine Vielzahl an Speicherlösungen, wobei sicher die mit PV-Anlagen betriebene Form die meist verwendete ist. Ein rasant wachsender Markt in diesem Zusammenhang sind dezentrale Batteriespeicher für kleine und mittlere Photovoltaik-Anlagen. Betreiber – meist Hausbesitzer – präferieren eher den Eigenverbrauch, um weniger Strom einkaufen zu müssen und so die Energiekosten dauerhaft zu senken. Somit etabliert sich Deutschland als Land der Speichertechnologien. Jede dritte PV-Anlage wird inzwischen mit einem Speicher kombiniert. Dies ist unter anderem auf den in den letzten Jahren sich fast halbierten Preis zurückzuführen. So kostet ein Homespeicher mit der geringsten Leistung von vier KWh inklusive Installation rund 6.000 Euro. Fest steht auch, dass sich deren Wirtschaftlichkeit und Technologie kontinuierlich verbessert hat. Gegenwärtig erfolgt die Speicherung mehrheitlich auf Basis von Blei oder Lithium-Ionen. Blei-Batterien sind lange erprobt und günstig. Ihre Zyklenfestigkeit liegt bei maximal 1.500 Zyklen bei einer Lebensdauer von fünf bis sieben Jahren. Sie sind jedoch mit einem Gewicht bis zu 500 kg sehr groß und schwer, haben einen geringen ästhetischen Anspruch und die Freisetzung toxischer Entgasungen birgt ein erhöhtes Gesundheitsrisiko. Lithium-Ionen-Speicher versprechen deutlich mehr Ladezyklen, also eine längere Lebensdauer, die nach heutigem Wissensstand bei ungefähr zwanzig Jahren liegt. Außerdem sind sie enorm platzsparend und bieten einen hohen Wirkungsgrad, schnelle Ladezeiten, geringen Kapazitätsverlust über die gesamte Laufzeit sowie eine Zyklenfestigkeit bis zu 10.000 Zyklen.

Die Funktionsweise des Speicherkreislaufs ist leicht verständlich. Die beispielsweise über die PV-Anlagen geladene Energie läuft, bevor sie eingespeist wird, über einen Wechselrichter (WR). Er ist verantwortlich, den Gleichstrom der PV-Anlage in Wechselstrom umzuwandeln, um eine stufenlose Batteriespeicherung und -entladung sowie die Zulieferung elektrischer Energie in das Hausnetz zu ermöglichen. Sobald der zuvor konfigurierte Energiewert im Hausnetz erreicht wird, aktiviert sich der WR und das System schaltet automatisch und unterbrechungsfrei in den Batteriebetrieb oder bei Stromausfall in Sekundenschnelle in den Notstrombetrieb. Durch zahlreiche offene Schnittstellen lässt sich der WR mit anderen Haustechnik-Komponenten wie Wärmepumpen oder Haus-Automation-Systemen verbinden. Ab zehn Kilowatt-Anlagenleistung muss zusätzlich ein sogenannter Erntezähler angeschlossen werden. Grundlage für die Steuerung der gesamten Energieversorgungsanlage im Haus ist das PowerMeter. Die Hersteller dieser Anlagen betreiben oftmals ein Anlagenmonitoring, um Zuverlässigkeit, Effizienz und Qualität sowie einen angekoppelten Wartungsservice anzubieten.

Die seit März 2016 wieder finanziell geförderten Batteriespeicher werden sich künftig als ein integraler Teil von Solaranlagen etablieren. Anfang 2016 fanden im Bundesgebiet bereits 34.000 Stück Verwendung, wie der Speichermonitoring-Bericht 2016 der RWTH Aachen im Auftrag des Bundeswirtschaftsministeriums ergab und Ende Mai veröffentlicht wurde.