Solarstromspeicher

Dezentrale Stromspeicher und die Blockchain

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Dezentrale Stromspeicher können künftig einen großen Beitrag zur Netzstabilisierung leisten. Die sonnen GmbH (vorm. Sonnenbatterie GmbH) will die vielen Tausend vernetzten Stromspeicher der sonnenCommunity dafür einsetzen. Zusammen mit dem Übertragungsnetzbetreiber Tennet hat das Allgäuer Unternehmen nun ein Pilotprojekt gestartet, das die Speicher über eine Blockchain-Lösung einbindet und steuert. Teure Redispatch-Maßnahmen sollen reduziert werden Das Projekt […]

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SOLARWATT auf der Intersolar: MyReserve Matrix, Indachmodul EasyIn und mehr…

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Die SOLARWATT GmbH stellt auf der Intersolar 2017 in München den kaskadierbare Stromspeicher MyReserve Matrix vor. Diese Solarbatterie ist vollständig modular aufgebaut und dadurch einfach an viele Nutzungsbedingungen anpassbar. Weiterhin wird dieser Solarstromspeicher zukünftig auch den durch andere Energieträger wie Windkraftanlagen oder Brennstoffzellen erzeugten Strom speichern können.

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Solarstromspeicher: Kosten für Solarbatterien fallen weiter

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Die Kosten für Solarstromspeicher sind inzwischen so niedrig, dass Solarbatterien teilweise bereits wirtschaftlich betrieben werden können. Bald soll sich die Anschaffung eines Stromspeichers auch ohne Förderung wirtschaftlich lohnen. Die Profitabilitätsgrenze liegt bei Anschaffungskosten von ca. 1.000 Euro pro KWh, welche spätestens 2018 erreicht sein sollen.

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Neue Stromtarife in der sonnenCommunity

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Die sonnen GmbH (vorm. Sonnenbatterie GmbH) führt neue Stromtarife für Mitglieder der sonnenCommunity ein. Neben den beiden bestehenden Stromtarifen sonnenFlat home und sonnenFlat city wurde der Tarif sonnenStrom solar eingerichtet. Bei diesem erhalten Besitzer von Solaranlagen ohne Stromspeicher kostenlos ein Smart Meter. Dieser ist seit 2017 gesetzlich vorgeschrieben. Der Strom in diesem Tarif ist ab 23 Cent […]

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Lithium-Akkus: Was ist die beste Speichertechnologie?

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Die Energiewende braucht Stromspeicher, die den erzeugten grünen Strom zwischenspeichern. Dabei gibt es verschiedene Technologien, die unterschiedliche Eigenschaften haben. Bei Lithium-Ionen-Speichern setzen viele Hersteller auf die bewährten Lithium-NCM-Zellen. Doch es gibt in diesem Bereich Alternativen, die viele Vorteile haben, wie zum Beispiel die relativ neue Lithium-Eisenphosphat-Technologie.

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E.ON Aura und SolarCloud – Solarstrom zum Festpreis

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Seit April hat E.ON die SolarCloud im Programm. Der Energieversorger bietet seinen Kunden damit ein Modell, bei dem überschüssiger Solarstrom auf einem virtuellen Konto gespeichert wird. Das Guthaben kann bei Bedarf flexibel abgerufen werden. Zunächst gilt das Angebot jedoch nur für Neukunden, die eine Photovoltaikanlage und den Solarspeichers E.ON Aura bestellen. Eine Ausweitung ist geplant.

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Die sonnen GmbH will es mit Tesla aufnehmen

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Der Markt für Heimspeicher wächst stark, jede zweite Photovoltaikanlage wird inzwischen mit Stromspeicher verkauft. Der bayerische Speicherhersteller sonnen (vormals Sonnenbatterie GmbH) ist ganz vorne mit dabei, doch in den USA liegt Tesla mit der Tesla Powerwall vorn. Das soll sich ändern. Hierzu expandiert sonnen in die USA mit eigner Fertigung, Vertrieb und der Einführung der […]

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SMA Sunny Home Manager auch für Stromspeicher von Powerball Systems nutzbar

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Ab sofort sind die Stromspeicher der Powerball Systems AG SMA-kompatibel. Bislang war es für fremde Systeme nicht möglich, das Energiemanagement von SMA zu nutzen. Der Sunny Home Manager hat ausschließlich hauseigene SMA-Produkte zugelassen. Die Powerball-Entwickler haben für das SMA-System eine Software entwickelt, so dass der Sunny Home Manager jetzt auch Daten von Powerball-Systemspeichern verarbeiten und […]

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Solarstromspeicher (auch Solarbatterie, Solarspeicher, Solar-Akku und Solarakku) bieten die Möglichkeit, selbstproduzierten Solarstrom zwischenzuspeichern, wenn der Zeitpunkt der Erzeugung des Solarstroms nicht mit dem direkten Verbrauch im Haushalt deckungsgleich ist. Da der Zeitpunkt der meisten Sonneneinstrahlung selten auch der des höchsten Stromverbrauchs ist, ist es sinnvoll, den erzeugten Solarstrom trotzdem nutzbar zu machen. So lässt sich etwa der zur Mittagszeit erzeugte Strom in den frühen Morgen- oder späten Abendstunden verwenden. Durch Solarstromspeicher kann der Eigenverbrauch von Solarstrom signifikant gesteigert werden, was deutliche Einsparungen bei den Stromkosten mit sich bringt. Sie werden speziell für den Einsatz an Photovoltaik-Anlagen konzipiert und dienen einerseits als Pufferbatterien und andererseits zur längerfristigen Speicherung von Solarstrom. Überschüssige Energie kann ins öffentliche Netz eingespeist werden, die Einspeisevergütung ist in den letzten Jahren jedoch stetig gesunken. Es wird daher immer sinnvoller, eine möglichst große Menge des erzeugten Solarstroms für die eigene Nutzung zu verwenden.
Zur Kategorisierung von Solarstromspeichern werden unterschiedliche Parameter herangezogen.

Direkte und indirekte Solarstromspeicher

Solarstromspeicher für Photovoltaik-Anlagen können den Strom direkt oder indirekt speichern. Die zwei verschiedenen Arten unterscheiden sich stark bezüglich ihres Wirkungsgrades sowie der Kapazität und Anzahl der Vollzyklen. Da in Privathaushalten meistens indirekte Solarstromspeicher in Form von Akkus und Batterien verwendet werden, finden weitere Arten indirekter sowie direkter Solarstromspeicher hier nur zur Vollständigkeit am Rande Erwähnung.

Direkte Solarstromspeicher: Kondensatoren und supraleitende Spulen

Kondensatoren speichern Strom durch Spannung, die an die Elektroden angelegt wird. Durch die Erzeugung eines elektrischen Feldes wird der Strom ohne Umwandlung gespeichert. So kann die Energie unmittelbar wieder abgegeben werden. Direkte Solarstromspeicher finden auf Grund dieser Eigenschaften vor allem zur Netzstabilisierung Verwendung. Wegen ihres geringen Speichervolumens werden sie allerdings häufig nur als Kurzspeicher eingesetzt.

Indirekte Solarstromspeicher: Akkus und Batterien

Akkus und Batterien zählen zu den elektrochemischen und damit zu den indirekten Speichern. Unterschieden wird hier wiederum zwischen Blei-Säure-Akkus, Redow-Flow-Batterien oder Lithium-Ionen-Akkus. In Zeiten erhöhter Stromerzeugung werden die Akkus bzw. Batterien geladen und können den gespeicherten Strom bei Bedarf wieder abgeben. Solarbatterien als Solarstromspeicher arbeiten in der Regel mit internen Speichern auf Blei-Basis (Blei-Säure-Batterien oder Blei-Gel-Batterien) oder auf Lithium-Basis (z.B. Lithium-Ionen oder Lithium-Eisen-Phosphat). Diese unterschiedlichen Typen und Technologien von Solarbatterien werden nachfolgend vorgestellt.

Blei-Akkus

Bleiakkumulator werden häufig verwendet, da diese die geringsten Kosten pro speicherbarer Energiemenge verursachen. Weiterhin sprechen für diesen Solar-Akku-Typ Wartungsfreiheit, geringe Selbstentladung und der vergleichsweise hohe Wirkungsgrad von etwa 80%. Solar-Bleiakkus unterscheiden sich in ihrem inneren mechanischen Aufbau von anderen Bleiakkus. Sie sind auf eine besonders hohe Lebensdauer, Zyklenfestigkeit und das Verhalten bei tiefer Entladung optimiert. Typisch sind 500 Lade-/ Entlade-Zyklen bei bis zu 50% Entladetiefe. Wartungsfreie Blei-Gel-Akkus haben den Vorteil, dass sich nur eine minimale Säureschichtung ausbilden kann. Bei Bleiakkus treten bei Ladung Gase aus, primär Knallgas. Bei wartungsfreien Blei-Gel-Akkus sind die Ausgasungen reduziert. Beim Laden eines Blei-Akkus reagieren Blei und Schwefelsäure durch den Ladestrom u.a. zu Bleioxid und Bleisulfat. Hierbei handelt es sich um eine bereits sehr ausgereifte Technologie, welche beispielsweise in Autobatterien schon eine lange Anwendung erfährt.

Blei-Säure-Akkus

• Vorteile: kostengünstig, Lebensdauer etwa 5 Jahre
• Nachteile: Sicherheitsrisiko durch Freisetzen von Knallgas

Blei-Gel-Akkus

• Vorteile: sehr sicher, wartungsfreundlich, Lebensdauer zirka 10 Jahre
• Nachteile: doppelt so teuer wie Blei-Säure-Akkus

Lithium-Akkus

Neben Blei-Akkus setzen sich immer mehr Lithium-Ionen-Akkus durch, da für diese Technologie die Preise immer weiter fallen. Sie haben den Vorteil, dass sie eine längere Lebensdauer und eine höherer Effizienz als Blei-Akkus aufweisen. Hierbei wird der zugeführte Ladestrom in Form von Elektronen gespeichert, welche vom Lithium eingefangen und eingelagert werden. Durch die zusätzlichen Elektronen unterscheidet sich das Lithium-Atom zwar von seinem ursprünglichen Zustand (nun Lihium-Ionen), jedoch ist diese Anordnung sehr stabil. Die Entwicklung von Lithium-Ionen-Solarbatterien geht schnell voran. Beispielsweise wurden kürzlich neue Konzepte auf Basis von Hämatit zur Optimierung von Lithium-Ionen-Batterien entwickelt.

Lithium-Ionen-Batterien

• Vorteile: hohe Zyklenfestigkeit, Lebensdauer 20 Jahre, Überhitzung elektronisch abgesichert
• Nachteile: Überhitzung durch Überladung möglich, relativ teuer

Lithium-Eisen-Phosphat-Batterien

• Vorteile: schnelle Ladezeit, Lebensdauer 20 Jahre, keine Explosionsgefahr
• Nachteile: relativ teuer

Lithium-Schwefel-Batterien

Bei Lithium-Schwefel-Batterien handelt es sich um ein neues Werkstoffkonzept, welches die Marktreife bislang noch nicht erreich hat. Insbesondere weisen Lithium-Schwefel-Batterien eine wesentlich höhere spezifische Energie auf, als die bereits bei PV-Anlagen verwendeten Lithium-Ionen-Speicher. Außerdem ist Schwefel als Rohstoff deutlich günstiger und weitreichend verfügbar als kobaldbasiertes Kathodenmaterialien, wie sie in herkömmlichen Lithium-Ionen-Akkus verwendet werden.

Biologische Batterie: Lithium-Sauerstoff-Batterien

Im Jahr 2013 haben Wissenschaftler des Massachusetts Institute of Technologie (MIT) eine Methode zur Entwicklung von biologischen Batterien entwickelt, die dreimal leistungsfähiger sein sollen, als bisherige Lithium Batterien. Bei Lithium-Sauerstoff Batterien wird als Trägermaterial Sauerstoff aus der Luft verwendet. Durch dieses Verfahren sollen die Solarbatterien deutlich günstiger, leistungsfähiger und leichter werden. Allerdings ist diese Technologie noch weit von der Marktreife entfernt.

Redox-Flow-Akkus

Wie die Lithium- und Blei-Akkus funktionieren auch die Redox-Flow-Akkus durch den Austausch von Elektronen an Membranen. Bei letzteren findet dieser allerdings nicht zwischen zwei Feststoffen, sondern zwischen zwei verschiedenen Flüssigkeiten statt, welche außerhalb der Zelle in separaten Tanks gelagert werden. Lediglich während der Entladung oder Ladung der Batterie fließen diese Elektrolyte dann durch die eigentliche Zelle. Die Vorteile dieses Prinzips liegen vor allem in dieser externen Lagerung und der variablen Menge der Elektrolyte, durch die die Speicherkapazität der Batterie an den Einsatzbereich angepasst werden kann. Die Leistung kann außerdem durch sogenannte Stacks variiert werden, die aus mehreren in Reihe geschalteten Einzelzellen bestehen. Weitere Vorteile liegen in der geringen Selbstentladung und einem allgemein geringen Risiko auf Grund der Vermeidung brennbarer Substanzen. Wirkungsgrad und Lebensdauer der Redox-Flow-Akkus sind außerdem vergleichsweise hoch und sie eignen sich vor allem auch als Solarstromspeicher für große Speichervorhaben.

Bildquelle: © Uwe Schlick / pixelio – www.pixelio.de

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