Solarbatterien nur zur Steigerung des Eigenverbrauchs oder auch zur Reduzierung der Netzeinspeisespitzen

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solarbatterien-eigenverbrauchs-reduzierung-netzeinspeisespitzenBatterie-Speichersysteme werden vornehmlich in Kombination mit PV-Anlagen zur Steigerung des Eigenverbrauchs eingesetzt. Zusätzliche Netzeinspeisespitzen lassen sich jedoch reduzieren, wenn die Speicherung vorausschauend auf Basis von Prognosen erfolgt. Hierdurch können viel mehr PV-Systeme in das Netz integriert werden, was sich überaus positiv auf die Energiewende auswirkt. Für eine möglichst hohe Effektivität sind prognosebasierte Betriebsstrategien für PV-Speichersysteme erforderlich, die aktuell an der Hochschule für Technik und Wirtschaft HTW Berlin entwickelt werden.

Die richtige Betriebsstrategie kann helfen

Werden heute Batterie-Speichersysteme in Verbindung mit Photovoltaikanlagen errichtet, soll in erster Linie der Strombezug aus dem öffentlichen Netz verringert werden. Dabei werden tagsüber die Batterien geladen und geben ihren Strom am Abend und in der Nacht ab. Um einen effektiven Eigenverbrauch zu realisieren, werden die Batteriespeicher möglichst früh mit dem PV-Leistungsüberschuss geladen. An sonnigen Tagen sind die Batterien meist schon am Vormittag voll, so dass der restliche Strom in das öffentliche Stromnetz eingespeist wird. Hierdurch kann es natürlich zu Einspeisespitzen kommen.

Da auch die öffentlichen Stromnetze durch diese Einspeisung an ihre Grenzen kommen, sollten dies auf einen festgelegten Wert begrenzt werden. Bei einer Finanzierung des Batteriespeichersystems durch die KfW wird schon eine Begrenzung der Einspeisungsleistung auf 60% der PV-Nennleistung festgelegt. Durch das Abregeln von überschüssiger Leistung geht jedoch wertvolle Stromenergie verloren. Eine Möglichkeit wäre daher, die Ladung der Batterien nur in den Zeiten vorzunehmen, in denen hohe Energieüberschüsse bestehen. Hilfreich ist es in diesem Fall, den zukünftigen Verlauf der PV-Leistung und -Last ausfindig zu machen. Mit diesen Prognosen lässt sich schon vor Sonnenaufgang die zur Einspeisungsbegrenzung vorzuhaltende Speicherkapazität ermitteln. Durch eine dynamische Anpassung der Einspeisebegrenzung lassen sich sowohl die Batterien rechtzeitig laden als auch die Einspeisespitzen für das Netz verringern. Wird in diesem Fall der Batteriespeicher gezielt zur Spitzenkappung eingesetzt, lassen sich die durch eine Abregelung verursachten Energieverluste minimieren.

Speichern oder Abregeln

Unabhängig von einer Betriebsstrategie ist auch das Verhältnis von der verwendeten Speichergröße zur Größe der Photovoltaikanlage wichtig. Die Abregelungsverluste entsprechenden bei einem optimierten Speichersystem dem Anteil an der erzeugten PV-Energie, die zur Einhaltung der definierten maximalen Einspeisungsleistung abgeriegelt werden muss. Die Abregelungsverluste lassen sich in der Praxis durch einen Direktverbrauch von Solarstrom reduzieren. Auch durch eine zeitliche Verschiebung von steuerbaren Lasten oder eine thermische Nutzung der Überschüsse dienen zur Reduzierung.

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Die Vorteile der Einspeisebegrenzung

Bei den in Deutschland installierten Photovoltaikanlagen ist es sinnvoll, zukünftig einen vertretbaren Anteil der PV-Energie abzuregeln. Hierdurch können Einspeisespitzen im öffentlichen Netz verringert werden. Ist es möglich, die maximale Einspeiseleistung von neuen PV-Systemen herabzusetzen, kann auch in Hinblick auf die Nutzung des Solarstroms im Mobilitäts- und Wärmesektor eine für die Energiewende erforderliche PV-Leistung von weit mehr als 200 GWp in das Energiesystem integriert werden. Unter Berücksichtigung einer Nutzungsdauer der PV-Anlagen von mehr als 20 Jahren ist ein Zubau von mindestens 10 GWp je Jahr erforderlich, um in diese Größenordnung zu gelangen. Noch ist fraglich, ob mit der momentanen Zielsetzung der Bundesregierung für den Zubau der Photovoltaik und der Windkraft die Klimaschutzziele erreicht werden. Technisch müssen daher geeignete Maßnahmen ergriffen werden, die bei einem jährlichen PV-Zubau von über 10 GWp eine Netzintegration dieser PV-Systeme ermöglichen. Eine vorausschauende Betriebsstrategie von dezentralen Batteriespeichern könnte hier die Lösung sein.

Bildquelle: © Erich Westendarp / pixelio – www.pixelio.de

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