Hoch hängende Trauben

Batterien können die Stromnetze entlasten und Anlagenbetreiber unabhängig von steigenden Strompreisen machen. Doch diese Trauben hängen hoch. Das größte Hindernis sind bislang die Kosten. „Die Batterie macht eine Photovoltaikanlage nicht automatisch wirtschaftlicher“, sagt Manfred Einerhand, der das Ingenieurbüro Solarstromtechnik Einerhand in Soest in Westfalen betreibt. „Zwar vergrößert sie die Unabhängigkeit, kostet aber Geld, sogar eine ganze Menge.“ Einerhand hat sich intensiv mit Batterien befasst. Aufmerksam hat er beobachtet, welche Vielfalt verschiedener Produkte zur Stromspeicherung in diesem Jahr auf den Markt gekommen sind. „Derzeit kostet die Speicherung von einem Kilowatt Solarstrom zwischen 40 und 50 Eurocent“, rechnet er vor. „Das ist natürlich viel zu hoch, das muss sich halbieren. Denn die ganze Solaranlage mit Batterie muss unter den Strompreis kommen, den die konventionellen Versorger anbieten.“

Soest liegt an der Grenze zwischen Münsterland und Sauerland. Seit 2004 ist Manfred Einerhand als Berater und Anlagenberater unterwegs, etwa im Umkreis von 40 Kilometern. Rund 225 bis 250 Anlagen hat er bislang betreut, in der Summe mehr als ein Megawatt. Durch Eigenverbrauch und die Einbindung der Batterien wird das Beratungsgeschäft aufwendiger. „Das sehe ich als Chance für mich als beratenden und planenden Ingenieur“, meint er. „Denn die Planung der Batterien, das macht der Elektrohandwerker nicht.“

Bisher ist die Nachfrage nach Stromspeichern eher verhalten. „Im vergangenen halben Jahr haben die Privatkunden immer nach Eigenverbrauch gefragt und die Anlagen entsprechend gebaut. Das ist das entscheidende Argument.“ Im gewerblichen Bereich könnte der Eigenverbrauch eine große Rolle spielen, allerdings spüren er und seine Installationspartner davon bisher nichts. „Denn die meisten interessierten Kunden wissen nicht, wann und wo sie ihren Strom verbrauchen, über den Tag oder das Jahr verteilt“, urteilt er. „Wir müssen die Leute für ihren Stromverbrauch überhaupt erst sensibilisieren.“

Dreiphasig und inselfähig

In der Region kostet die Kilowattstunde aus dem Netz derzeit 25 Eurocent. „Da müssen wir drunter kommen“, sagt Einerhand. „Mit meinen Partnern haben wir uns für die Speicher von Knubix und Senec entschieden. Das sind Batterien aus Lithium und Blei. Die Anbieter sitzen hier vor Ort, das war uns wichtig.“ Von allein werden aber keine Aufträge kommen, Solaranlagen mit Speichern zu bauen. Einerhand schlussfolgert: „Dafür braucht man Überzeugungstäter, das muss man den Kunden aktiv anbieten. Die nächsten beiden Jahre werden sicher sehr interessant.“

Nach seiner Auffassung muss das Batteriesystem dreiphasig und notstromfähig sein, also Inselbetrieb bei Netzausfall ermöglichen. Hinzu kommt eine möglichst lange Lebensdauer, am besten 20 Jahre, um es mit der Photovoltaikanlage zu finanzieren. „Bei Bleibatterien liegen ausreichend Erfahrungswerte vor, dass man sie nach zehn Jahren wechselt“, urteilt er. „Einige Anbieter bieten für die Photovoltaik den Austausch nach dieser Zeit gleich mit an, das kann man gut kalkulieren.“

Batterien richtig planen

Der Ingenieur und seine Partner konzentrieren sich ausschließlich auf Lithiumbatterien und Akkumulatoren aus Blei, weil diese beiden Technologien bei den Kunden in aller Munde sind. Von Autos, Handys oder Laptops sind sie bekannt. „Natürlich gibt es noch andere Technologien, und die Weiterentwicklung wird sehr spannend sein“, sagt er. „Aber wir fangen mit Lithium und Blei an, das erleichtert die Kundenberatung.“

Entscheidend sei die Qualität der Akkumulatoren, denn die Installateure gehen ein großes Risiko ein, wenn sie die Produkte einbauen. „Zum Glück gibt es in der Batteriebranche einige große Unternehmen, die schon lange am Markt sind“, sagt der Planer. „Die Batteriebranche ist viel älter als die Photovoltaik, die Hersteller sind stabiler und in der Regel auch größer.“

Langsam nimmt der Markt für Stromspeicher Fahrt auf. Das Förderprogramm des Bundes läuft seit Mai, die ersten Systeme sind eingebaut. Nun sammelt die Branche Erfahrungen. Die Industrie baut ihre Kapazitäten aus. Eine Faustregel besagt, dass die Herstellungskosten um ein Fünftel fallen, wenn sich die Fertigungskapazität verdoppelt. Doch nicht nur die Industrie redet bei den Kosten mit. Für die Amortisation der Investition des Solarkunden ist auch und vor allem die richtige Einbindung der Batterie wichtig.

SMA aus Kassel hatte auf der Intersolar den ersten Wechselrichter mit integrierter Batterie vorgestellt, den man wie einen normalen Umrichter an die Wand hängen kann. Martin Rothert ist Abteilungsleiter bei SMA und für die Batteriewechselrichter zuständig. Außerdem ist er Sprecher der Arbeitsgruppe für Solarstromspeicher beim Bundesverband Solarwirtschaft. In einem Blogbeitrag auf der Website von SMA gibt er ausführliche Tipps, wie die Batterien möglichst effizient eingebunden werden. „Speichersysteme müssen sorgfältig geplant werden, um sicher und zuverlässig zu arbeiten“, empfiehlt er. „Man sollte sich im Vorfeld ein genaues Bild machen: Wird das System in eine neue oder eine bestehende Photovoltaikanlage integriert? Hat der Kunde ausreichend Platz für ein Speichersystem? Erfüllt das gewählte System die Fördervoraussetzungen und ist es mit der Anwendungsregel VDE AR 4105 kompatibel?“

Manche Hersteller machen Vorgaben zum Aufstellort der Batterie. So brauchen Bleibatterien gute Lüftung. Alle Batterietypen lieben es kühl, bei höchstens 20 Grad Celsius. Auch sollte sich der Hausanschlusskasten in der Nähe befinden, um den elektrischen Anschluss zu vereinfachen.

Mehr Wandlungsstufen im DC-System

Um Fördergelder aus dem Speicherprogramm des Bundes zu bekommen, muss die Solaranlage 2013 installiert worden sein. Der Speicher darf nicht eher als sechs Monate danach eingebaut werden. „Aus technischer Sicht sollte der Fachhandwerker klären, mit welchem Speichersystem der vorhandene Wechselrichter kompatibel und ob diese Kombination förderfähig ist“, rät Martin Rothert. „Generell eignen sich vor allem die AC-gekoppelten Systeme für die Nachrüstung, denn hier wird meist der vorhandene Wechselrichter weiter genutzt.“

Für den Experten ist die Einbindung in den AC-Kreis einfacher und flexibler, auch in der Nachrüstung. Bei DC-gekoppelten Systemen sind die Energieverluste geringer, weil der Sonnenstrom direkt in die Batterie fließt. Gegen DC spricht: „Maximale Effizienz und geringste Kosten kommen zum Tragen, wenn die DC-Eingangsspannung am Wechselrichter, die Batteriespannung und die Netzspannung auf ähnlichem Niveau liegen“, erläutert der Fachmann. „Dafür müsste die Batteriespannung aber um die 400 Volt liegen.“

48 Volt DC üblich

Batterien mit höherer Spannung werden teuer, denn sie verwenden kleinere Zellen und mehr Zellen in Reihe. Kostenvorteile bei der Leistungselektronik werden schnell durch die höheren Ausgaben für die Batterie aufgefressen. Derzeit sind Batterieverbände mit 48 Volt DC üblich. „Bei dieser Batteriespannung wird für die Spannungsanpassung sowohl im AC-System wie im DC-System ein Transformator benötigt“, erklärt Rothert. „Da sich eine DC-Spannung nicht direkt mit einem Transformator hochsetzen lässt, wird in DC-Systemen erst ein DC/AC-Wandler, dann ein Trafo und danach ein Gleichrichter benötigt.“

So wird der Speicher anschließend in den Zwischenkreis des Wechselrichters eingekoppelt. „Also sind in DC-Systemen oft mehr Wandlungsstufen notwendig als in einem effizienten AC-System“, schlussfolgert der SMA-Fachmann. „Zudem bedeutet eine höhere Integration auch immer einen Verlust an Flexibilität. Ich muss mich auf ein bestimmtes Verhältnis der Eingangsleistung für die Batterie und die Photovoltaikanlage festlegen. Damit lassen sich aber in der Regel keine Systeme aufbauen, die sehr große Anlagen mit einem kleinen Speicher verbinden oder umgekehrt.“

SMA bietet seit einiger Zeit mit dem Sunny Island einen Batteriewechselrichter an. Er kann alle Bleibatterien nutzen, wobei SMA geschlossene Blei-Gel-Batterien empfiehlt.

Neuerdings kann er auch spezielle Lithium-Ionen-Batterien von LG, Sony, Samsung und Akasol, Dispatch und Saft verwalten. „Die Steuerung läuft bei dem einphasigen Sunny Island immer über die Summe der Netzaustauschleistung“, sagt Rothert. „Sie muss mit einem kompatiblen Zähler erfasst werden. Der Sunny Island lädt oder entlädt mit der entsprechenden Leistung, sodass die Netzaustauschleistung in der Summe über alle drei Phasen null ergibt.“

So zählt der Abrechnungszähler weder einen Verbrauch noch eine Erzeugung. Diese Regelung wird nur eingeschränkt, wenn die Batterie voll oder leer ist oder die zulässige Leistung des Sunny Island im Netzparallelbetreib von 4,6 Kilowatt überschritten wird.

Noch einen Tipp hat Martin Rothert parat: „Wenn es um die Auslegung des Speichers geht, ist vor allem der Stromverbrauch des Haushalts wichtig, weniger die Leistung der Photovoltaikanlage.“

Dabei sollte die nutzbare Kapazität in Kilowattstunden nicht viel größer sein als der Jahresstromverbrauch in Kilowattstunden geteilt durch 1.000. Das bedeutet: Bei einem Verbrauch von 5.000 Kilowattstunden sollte der Speicher eine nutzbare Größe von rund fünf Kilowattstunden aufweisen. „Kleinere Speicher sind durchaus sinnvoll, vor allem bei Lithium-Ionen-Batterien, die in der Regel zyklenfester sind als Bleibatterien“, meint der Experte. „Der zusätzliche Nutzen bei deutlich größeren Speichern ist hingegen sehr gering.“ In Abhängigkeit von Stromverbrauch und der Anlagengröße kann der Installateur sowohl die Eigenverbrauchsquote als auch den Autarkiegrad bestimmen.

Kostenlose Informationen über Stromspeicher

Der Bundesverband Solarwirtschaft (BSW-Solar) hat eine erste Informationskampagne über Stromspeicher gestartet. Damit will er Handwerker und Anlagenbetreiber kostenlos über die Förderung von Solarstromspeichern und die technischen sowie rechtlichen Vorgaben informieren.

Die Bundesregierung fördert seit Mai dieses Jahres die Integration von Stromspeichern in neue Solaranlagen und bestehende Systeme, die 2013 ans Netz gingen. Voraussetzung ist, dass es sich um eine kleinere Anlage mit maximal 30 Kilowatt handelt. Die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) gibt dazu zinsgünstige Kredite aus. Von der Kreditsumme kann der Anlagenbetreiber einen Tilgungszuschuss von bis zu 30 Prozent bekommen. Nach vier Monaten hat die KfW bereits über 1.000 Förderanträge genehmigt. Doch der Topf für die Tilgungszuschüsse ist längst nicht leer. Von 25 Millionen Euro sind bisher nur 3,3 Millionen Euro vergeben.

Neben Informationen für die Presse will der BSW-Solar kostenlose Informationen an Handwerker und Verbraucher weitergeben. So sind Grafiken, Animationen und Filmaufnahmen sowie eine Broschüre geplant. Außerdem stellt der Branchenverband ein herstellerunabhängiges Kampagnenportal im Internet bereit. Dort finden die Handwerker und Anlagenbetreiber zunächst ein ausführliches Hintergrundpapier des BSW-Solar zur Förderung der Solarstromspeicher. Später sollen weitere Informationen hinzukommen.

Grafik: Römer/Solargrafik

https://die-sonne-speichern.de/

Strategische Partnerschaft in der Speichertechnik

Der Elektrogroßhandel Alexander Bürkle aus Freiburg im Breisgau und der Speicherhersteller Varta Storage aus Ellwangen haben Mitte August eine Allianz geschmiedet. Gemeinsam wollen sie die Engion-Speicher von Varta vermarkten. Die Engion-Familie besteht aus Lithium-Ionen-Batterien, die speziell für Privatkunden und kleine Gewerbetreibende entwickelt wurden. Die Batterien werden nun über die rund 20 Filialen von Alexander Bürkle in Baden-Württemberg, Hessen, Rheinland-Pfalz, Saarland und Bayern vertrieben. Bürkle vermittelt die Engion-Produkte an die Fachinstallateure. Auch werden die Spezialisten vor Ort mit der Planung und Installation der Speicher vertraut gemacht. Mit seiner eigenen Marke Alexgreen konzentriert sich Alexander Bürkle gemeinsam mit ausgewählten Handwerksbetrieben auf ganzheitliche Energiekonzepte und regenerative Energieerzeugung für Privathäuser, landwirtschaftliche und gewerbliche Gebäude.

Die Engion-Speicher gibt es in drei Leistungsstufen zwischen 3,7 und 8,3 Kilowattstunden sowie mit 13,8 Kilowattstunden. Zudem sind die Grundmodelle in Schritten von einer halben Kilowattstunde erweiterbar. Dank eines modularen Systemaufbaus lässt sich der Akkumulator an den Energieverbrauch und an die Größe der Photovoltaikanlage anpassen. Der Speicher ist für eine Lebensdauer von 20 Jahren sowie 6.000 Zyklen bei einer Endladetiefe von 90 Prozent ausgelegt.

http://www.alexgreen.de

Neuer Akkumulator für Photovoltaik

Die Hockenheimer ET Solar Power GmbH hat die Solarbatterie ET Energie S entwickelt, die sie auch selbst produziert. Auch Windkraftwerke, Blockheizkraftwerke und andere dezentrale Generatoren können damit gekoppelt werden. Die Batteriesysteme decken den Bedarf eines Eigenheims mit 4.000 Kilowattstunden im Jahr bis hin zu Gewerbebetrieben mit 60.000 Kilowattstunden pro Jahr. Serienmäßig werden die Solarspeicher fernüberwacht. Mit der Funktion Opti S werden die Erträge der Solaranlage und das Verbrauchsverhalten analysiert, um die Batterie später zu optimieren. Die Batterien bestehen aus Blei-Gel-Zellen oder aus Lithium-Ionen-Zellen, je nach Wunsch des Kunden.

http://www.et-energies.de

Eigenverbrauch für 26 Familien

Insgesamt 26 Familien haben als Baugruppe QBUS ihr gemeinschaftliches Wohnprojekt in Düsseldorf verwirklicht. Zusammen mit der Naturstrom AG aus Düsseldorf wurde ein Konzept entwickelt, um alle Familien mit Ökostrom zu versorgen – möglichst aus eigener Produktion. Zwei Photovoltaikanlagen mit einer Leistung von zusammen 40 Kilowatt ließ die Baugruppe installieren. Zunächst wird der Sonnenstrom ohne Zwischenspeicher direkt im Mehrfamilienhaus verbraucht. Später soll ein Speicher nachgerüstet werden. Die Solarfelder wurden nach Osten und Westen ausgerichtet. Sie liefern morgens und abends hohe Erträge, wenn die Familien den meisten Strom benötigen. Auf diese Weise können die QBUS-Familien bis zu einem Drittel ihres Strombedarfs selbst produzieren. Den restlichen Strom liefert Naturstrom. Da die Baugruppe gegenüber dem Stromlieferanten als Großkunde auftritt, sparen die Familien am Preis pro Kilowattstunde. Nicht verbrauchter Sonnenstrom wird ins Netz eingespeist. Neben einem Elektrospeicher sollen demnächst auch Elektroautos das Energiekonzept abrunden.

http://www.qbus-duesseldorf.de

Forschungsfabrik für neue Lithiumspeicher

Der flächendeckende Einsatz von Lithium-Ionen-Batterien in Elektrofahrzeugen und stationären Speichern könnte der Energiewende zum Durchbruch verhelfen. Fehlende Wirtschaftlichkeit und begrenzte Leistungsfähigkeit behindern noch den Markteintritt. Am Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ist nun eine Fabrik für Kleinserien neuartiger Lithium-Ionen-Zellen angelaufen. Dort werden neue Produktionstechnologien entwickelt, die den hohen Ansprüchen an Produktqualität und Wirtschaftlichkeit genügen. „Mit dieser Forschungsinfrastruktur gehen wir jetzt daran, unreife Produktionsprozesse bereits in einem frühen Stadium zu validieren, zu automatisieren und damit industrietauglich zu machen“, sagt Jürgen Fleischer, der am KIT für die neue Pilotfertigung verantwortlich ist.

Sowohl stationäre Speicher als auch schnellladefähige Fahrzeugbatterien brauchen kostengünstige und leistungsfähige Lithium-Ionen-Zellen. „Wir verlassen den Pfad bisher bekannter Fertigungstechnologien und entwickeln völlig neue Produktions- und Integrationsverfahren für Lithium-Ionen-Zellen“, erläutert Fleischer. Neue Technologien zur Trocknung, Beschichtung und zum Kalandrieren der Elektroden sowie neue Verfahren für die Endmontage der Zellen sollen die deutschen Batteriehersteller stärken. So wurde mit dem Kooperationspartner M+W Gruppe in Stuttgart ein neuartiges Trockenraumkonzept umgesetzt, mit dem Lithium-Ionen-Zellen unter extrem trockenen Umgebungsbedingungen gebaut werden. Der Taupunkt, der ein Maß für die Trockenheit der Luft ist, liegt mit fast minus 80 Grad Celsius an der Grenze der Luftfeuchtemessgeräte. Die neu entwickelten Technologien werden durch Testläufe bis zur Produktionsreife gebracht.

Die nahezu 1.500 Quadratmeter große Produktionshalle befindet sich auf dem Gelände des Campus Nord des KIT. Die Beschaffung der ersten Anlagentechnik erfolgte mit Förderung durch das Bundeswirtschaftsministerium. Das KIT hatte auf der Hannover-Messe und auf der Intersolar bereits vielversprechende Demonstratoren präsentiert.

http://www.kit.edu

http://www.sia-pv.de

Neuer Stromspeicher DC24 Home

In Magdeburg ging unlängst ein großer Bleispeicher mit einer Kapazität von 96 Kilowattstunden ans Netz. Gebaut wurde er von der Leipziger Firma Deutsche Energieversorgung, die weitere Großspeicher unter der Marke Senec IES errichten will. Die Magdeburger Batterie puffert den Sonnenstrom vom Dach des Restaurants Seeblick, zu dem auch ein Bowling-Center gehört. Der Jahresverbrauch liegt bei mehr als 120.000 Kilowattstunden. Mit dem neuen Speicher wird der Gastronomiebetrieb nur noch ein Zehntel davon aus dem Netz kaufen müssen. Die Speicherkosten liegen unter zwölf Eurocent je Kilowattstunde. Die Photovoltaikanlage eingerechnet, liegen die Stromgestehungskosten bei 22 Eurocent je Kilowattstunde.

Die Solaranlage wurde bereits 2011 installiert und mit der Einspeisevergütung kalkuliert. „Neben den wirtschaftlichen Aspekten ist der Verbrauch selbst erzeugter Energie natürlich ein Imagegewinn“, meint Restaurantbesitzer Jens Heppner. „Die Gäste wissen es zu schätzen, wenn die Beleuchtung der Terrasse oder die Bowlingbahn mit Solarstrom betrieben werden - auch am Abend.“

Der Speicher besteht aus Bleioxid-Flüssigakkus. Für Eigenheime hat die Deutsche Energieversorgung GmbH bereits über 1.300 kleinere Systeme verkauft. Neben dem Senec Home G2 mit acht Kilowattstunden nutzbarer Speicherkapazität wird es ab Ende 2013 neue Energiespeicher auch für Gewerbekunden geben:

• Stromspeicher mit netto 30 Kilowattstunden bei 7,5 Kilowatt Abgabeleistung,
• Stromspeicher mit netto 60 Kilowattstunden bei 15 Kilowatt Abgabeleistung und
• Stromspeicher mit netto 150 Kilowattstunden bei 30 Kilowatt Abgabeleistung des Akkumulators.

Sie werden an Photovoltaikanlagen, BHKW oder Windkraftwerke angeschlossen. Vertrieben werden die Systeme über Großhändler wie Sonepar, Densys und Redpoint Solar.

http://www.senec-ies.com

Großspeicher aus Blei am Netz

Einfache Systemauslegung von Speichern

Durch Stromspeicher erhöht sich die Komplexität der Planung von Photovoltaikanlagen beträchtlich. Sig Solar hat das Konfigurationstool Sunculator auf den Markt gebracht, mit dem Installateure in wenigen Schritten Energiespeicher der Marke Sun Storage planen und auswählen können. „Wir haben unser Konzept gezielt auf die Bedürfnisse der Installateure und Endkunden ausgerichtet“, sagt Dietmar Geckeler, bei Sig Solar für die Sun-Storage-Produkte zuständig. Für die Berechnung mit dem Sunculator werden lediglich einige Grunddaten, wie zum Beispiel das anwendungstypische Lastprofil, die Größe der Photovoltaikanlage oder der Standort, benötigt. Aus allen Systemvarianten berechnet die Software drei Vorschläge für den Endkunden: die wirtschaftlich optimierte Anlagenkonstellation, eine mit erhöhter Autarkie und eine mit verringerter Investition. Die Software läuft bereits bei ausgewählten Kunden im Praxistest. Seit September ist das Programm für alle Vertriebspartner ein Jahr lang kostenlos erhältlich.

http://www.sig-solar.de

Baubeginn für Großbatterie

Die Berliner Firma Younicos hat mit dem Bau einer Großbatterie in Mecklenburg-Vorpommern begonnen. Investor ist der Schweriner Regionalversorger Wemag. Der Batteriepark soll Netzschwankungen puffern. Ab September 2014 soll der Lithium-Ionen-Speicher mit einer Leistung von fünf Megawatt helfen, die Frequenz im Stromnetz der Region um die Landeshauptstadt zu stabilisieren. Auf diese Weise kann das Netz mehr Strom aus Windrädern und Solaranlagen aufnehmen. Nach der Anschubfinanzierung durch das Innovationsprogramm des Bundesumweltministeriums in Höhe von 1,3 Millionen Euro soll der Großspeicher am Primärregelenergiemarkt teilnehmen, um wirtschaftlich zu laufen. Younicos hat den Großspeicher entwickelt und liefert die schlüsselfertige Anlage mit mehr als 25.000 Lithium-Ionen-Akkus. Die Zellen stammen vom koreanischen Hersteller Samsung SDI, die Asiaten garantieren die Leistung für 20 Jahre. Bis Ende März soll die Halle stehen. Für die Installation der Technik und den Testbetrieb sind weitere sechs Monate veranschlagt.

http://www.younicos.de