14. DEZEMBER 2017

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Der Solarstrom-Manager


Technik Regenerativ

Power-One. - PV-Anlagen mit Speicher nutzen den erzeugten Solarstrom zum Beispiel für den Betrieb von Hausgeräten oder zum Laden der Batterie. Doch woher weiß der Wechselrichter, welche Option zum jeweiligen Zeitpunkt die richtige ist?
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Energiespeicher helfen nicht nur, die Netze zu stabilisieren und Lastspitzen zu minimieren, sondern machen Solarenergie auch besser planbar. Mit ihrer Hilfe können Hausbesitzer, kommerzielle Anlagenbetreiber oder große Stromanbieter in Spitzenperioden produzierte Energie für Zeiten mit einem höheren Bedarf speichern. Einer der attraktivsten Gründe für Energiespeicher ist jedoch die höhere Unabhängigkeit, die sie gegenüber steigenden Strompreisen bieten.

Bislang waren die hohen Kosten – vor allem für die Batterien – das größte Hemmnis bei der Anschaffung einer Speicherlösung.

Um die Verbreitung von Batteriespeichersystemen für Solaranlagen zu fördern, unterstützt das Bundesumweltministerium deren Erwerb seit dem 1. Mai 2013 mit bis zu 660 Euro pro Kilowatt installierter PV-Leistung. Begünstigt durch die Förderung und die steigenden Stromkosten gehen Experten davon aus, dass die Nachfrage im privaten Bereich in den nächsten Jahren deutlich steigen wird. In der Folge ist davon auszugehen, dass die Batteriepreise signifikant sinken werden – laut dem US-Beratungsunternehmen IHS Research um bis zu 45 Prozent in den nächsten fünf Jahren. Eine Solaranlage mit integriertem Speicher ermöglicht dem Betreiber einen größeren Anteil der erzeugten Energie selbst zu verbrauchen und die Abhängigkeit von den Stromanbietern zu reduzieren. Während bei einer herkömmlichen Photovoltaikanlage typischerweise nur um die 30 Prozent der Elektrizität vom Erzeuger genutzt werden können, lässt sich dieser Anteil durch eine Speichereinheit auf über 50 Prozent ausweiten.

Dadurch müssen weniger Kilowattstunden teuren Stroms vom Energieanbieter gekauft werden, was sich nicht zuletzt positiv auf die Stromrechnung auswirkt. Laut einer Studie des Fraunhofer-Instituts für Solare Energieversorgung lässt sich der Strombezug in einem Einfamilienhaus durch die Installation einer Solaranlage mit Speicher um bis zu 60 Prozent senken. Da der Preis für eine Kilowattstunde momentan etwa bei 0,27 Euro und die Einspeisevergütung noch niedriger liegt, lohnt es sich für Solaranlagenbesitzer, möglichst viel Energie selbst zu verbrauchen. Die Eigenverbrauchsmaximierung ist daher eine der zentralen Anforderungen an Energiespeicherlösungen. Um dies zu erzielen, ist ein Netzanschluss von Solaranlage und Speicherlösung erforderlich. Dabei übernimmt der Wechselrichter meist die Aufgabe eines zentralen Kontrollpunkts, der die Interaktion zwischen Batterie, Solarmodulen, Stromnetz und Verbraucher verwaltet. Doch woher weiß das System, ob die produzierte Energie gerade im Haushalt benötigt wird, gespeichert oder ins Netz eingespeist werden soll? Der Energiefluss zwischen Solaranlage, Haushaltsgeräten, Batterie und dem öffentlichen Stromnetz wird von einer zentralen Steuerungseinheit bewerkstelligt, die meist in den Wechselrichter integriert ist. Bevor das Gerät entscheidet, wofür die Elektrizität verwendet werden soll, überprüft das Energiefluss-Management den Bedarf im Haushalt. Die Versorgung von Kühlschrank oder -truhe hat dabei oberste Priorität. Morgens, wenn die Photovoltaikanlage gerade erst mit der Stromerzeugung beginnt, wird ein Großteil der erzeugten Energie sofort benötigt, um die Kaffeemaschine, den Toaster oder das Radio zu betreiben.

Wenn die Sonnenintensität zunimmt, nutzt das System überschüssige Energie zum Laden der Batterie. Vor allem an sehr sonnigen Tagen sollte der Energiespeicher die Spitzenzeiten während der Mittagsstunden zum Laden der Akkus nutzen. Idealerweise speist die Anlage dabei möglichst konstant über einen längeren Zeitraum Energie ein, anstatt das Netz kurzzeitig mit größeren Mengen zu belasten. Durch eine intelligente Batteriebeladung können Speicherlösungen helfen, Spitzenlasten zu reduzieren und das Stromnetz zu entlasten. Am Abend schaltet das System auf Batteriebetrieb um. Reicht die gespeicherte Energie nicht aus, um den Strombedarf über Nacht zu decken, kann zusätzlich Elektrizität vom Netz bezogen werden. Idealerweise sollte die Speicherkapazität der Batterie ausreichen, um den Energiebedarf des Haushaltes vom Abend bis zum nächsten Morgen zu decken.

Dieses Energieflussmanagement verwendet auch Power-One in seinem neuen Stromspeichersystem React (Renewable Energy Accumulator and Conversion Technology) für private Haushalte, das voraussichtlich 2014 auf den Markt kommen wird.


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g+h 06/2013
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