Stromspeicher sind in aller Munde, als Pufferbatterien für Sonnenstrom. Doch welche gravierenden Veränderungen sich durch ihren massenhaften Einsatz ankündigen, zeigt das Econamic Grid des Leipziger Speicherherstellers Deutsche Energieversorgung (DEV). Das Unternehmen produziert und vertreibt die bekannten Blei-Flüssigsäure-Batterien der Baureihe Senec.
Tausende Kleinspeicher zusammen
Nun schaltet DEV mehrere Tausend Kleinspeicher (Senec Home) zusammen, um im begehrten Markt der Regelenergie mitzumischen. Oder besser: um ihn aufzumischen.
Econamic Grid nennt Mathias Hammer das neue Produkt. Er ist der Chef der DEV, der führende Kopf hinter den Ideen. Schon als er mit Bleispeichern anfing, war er der Branche weit voraus.
Nun kommt der nächste Schritt: „Bis Jahresende schließen wir rund 2.500 kleine Senec-Speicher im gesamten Bundesgebiet über einen Zentralserver zusammen, sodass wir sie wie einen virtuellen Großspeicher oder einen Speicherschwarm betreiben können. Diese Kapazität wird im Regelenergiemarkt angeboten, um kurzfristige Überschüsse aus dem Netz zu saugen.“
DEV ist deutschlandweit der größte Anbieter von stationären Bleispeichern für die Photovoltaik. Jeden Monat werden 400 neue Senec-Home-Geräte an Installateure und ihre Endkunden ausgeliefert. Zur Intersolar wurde der Business-Speicher mit 30 Kilowattstunden vorgestellt. Im September begann die Auslieferung der ersten 180 Vorbestellungen. Das Geschäft mit den Speichern läuft. Eine neue Fabrik befindet sich bereits in der Planung.
Das richtig große Rad
Denn Mathias Hammer denkt schon weiter. Er will das richtig große Rad drehen. Denn die Speicher, die er verkauft, können viel mehr, als nur Sonnenenergie zu bunkern. Um zu verstehen, wohin die Reise geht, muss man einige Details über die Stromnetze und ihre Steuerung wissen.
Das Stromnetz besteht aus drei Ebenen: Niederspannung und Mittelspannung bilden die sogenannten Verteilnetze. Alle Leitungen mit mehr als 110 Kilovolt Transportspannung gehören zu den Übertragungsnetzen. Der Verteilnetzbetreiber ist der Ansprechpartner des Stromkunden und der Anlagenbetreiber in der Photovoltaik. Er betreibt den Hausanschluss im Gebäude, den Zähler (Messstelle), er nimmt auch die Anmeldung für den Anschluss einer Photovoltaikanlage entgegen.
Unterdeckung und Überschüsse
Meist wird der Zähler an den Stromkunden verliehen, der dafür ordentlich Gebühren berappen muss. In Deutschland gibt es rund 800 regionale Verteilnetzbetreiber, aber nur vier große Betreiber von Übertragungsnetzen in der Hochspannung. Letztere sind die Firmen 50 Hertz, Tennet, Amprion und Transnet BW. Die Übertragungsnetze gleichen regionale Unterversorgung oder Netzüberschüsse aus.
Das geschieht mithilfe von sogenannter Regelenergie. Ist zu wenig Strom vorhanden, um die Nachfrage zu decken, fahren die laufenden Kraftwerke auf volle Leistung hoch, oder es werden spezielle Reservekraftwerke angefahren. Ist zu viel Energie im Netz vorhanden, sodass die Drähte und Transformatoren überhitzen, müssen sehr schnell Verbraucher angeschlossen werden. Oder Speicher, wie die großen Pumpspeicherkraftwerke. Dann entnehmen sie dem Netz Strom, um Wasser in höher gelegene Becken zu pumpen. Bei Bedarf kann das Wasser wiederum Generatoren antreiben.
Was die Pumpspeicherkraftwerke mit viel Aufwand leisten, können Tausende Kleinspeicher auch: „Wenn die Übertragungsnetzbetreiber zu viel Energie im Netz haben, bieten wir unsere Batterien an, um die Überschüsse aufzunehmen“, erläutert Mathias Hammer das Konzept. „Die Speicher wurden ja bereits installiert, wir nutzen lediglich eine Zusatzfunktion. Wenn die Batterien mit Überschüssen aus dem Netz aufgeladen sind, können unsere Speicherkunden diesen Strom quasi kostenfrei nutzen.“
Er rechnet mit mindestens 800 Kilowattstunden im Jahr pro Senec-Speicher, vorzugsweise im Winter. „Zwischen Januar und März fällt der meiste Windstrom an. Dann treten wir mit der Regelenergie auch kaum in Konkurrenz zur Photovoltaik. Der Kunde bekommt also zusätzlichen Winterstrom mehr oder weniger geschenkt.“
Neuer Zähler mit schaltbarem Relais
In diesem Jahr will DEV rund 2.500 Speicherkunden ins Econamic Grid einbinden. Schon 3.500 Besitzer solcher Speicher haben sich für das neue Produkt angemeldet. Grundlage ist ein intelligenter Zähler, über den die Übertragungsnetzbetreiber den Speicher ansteuern können. Als Anbieter auf dem Markt für Regelenergie kann der Server jede beliebige Kennlinie fahren. So laufen die Speicher im Nachttarif (NT) oder im Tagtarif (HT), um bei der sogenannten Sekundärreserve mitzuspielen.
Im Takt von 15 Minuten melden die Speicher ihren Betriebszustand an den Server, der freie Kapazitäten wiederum ans Netz meldet. „Normalerweise bekommt man die Megawattstunde Regelenergie in der Minutenreserve mit sieben bis acht Euro vergütet“, rechnet Hammer vor. „Wir bieten unsere Speicher für ein bis zwei Euro an. Denn wir wollen nur kostendeckend arbeiten.“
Speicher reagieren fast in Echtzeit
Der Zentralserver in Leipzig steuert die Kommunikation mit den Übertragungsnetzbetreibern automatisch. DEV will keinen Gewinn aus dem Geschäft mit der Regelenergie ziehen, sondern Speicher verkaufen.
Einzig die speziellen Zähler muss der Speicherbesitzer kaufen, um am Econamic Grid teilnehmen zu können. Den Zähler bekommt er von seinem Installateur, der ihn bei DEV bestellt. Die Preise für die Zähler richten sich danach, ob ein freier Zählerplatz vorhanden ist oder ob der Kunde zudem einen Zählerschrank benötigt.
Der neue Stromzähler wird parallel zum Einspeisezähler der Solaranlage eingebaut. In ihm sitzt ein Schaltrelais, das der Übertragungsnetzbetreiber steuert, um Netzüberschüsse in den Speicher zu leiten. Dann schaltet die Batterie vom Solarbetrieb in die Regelspeicherung um.
Der Photovoltaikstrom wird dann im Gebäude verwendet oder ins Netz eingespeist. Doch meist wird die Minutenreserve in nachfrageschwachen Zeiten angesprochen: in stürmischen Winternächten.
Damit der Speicher am Regelbetrieb teilnehmen kann, wird er einmal komplett entladen. „Er durchläuft eine Testhub, dann ist der Speicher im Econamic Grid aktiv“, erläutert Mathias Hammer. „Unser Vorteil gegenüber großen Speicherkraftwerken ist, dass unsere Kleinspeicher fast in Echtzeit reagieren können. Und wir müssen bis auf die Zähler keine zusätzlichen Investitionen tätigen, denn wir nutzen die bestehenden Speicher einfach auf neue Weise aus – zum Vorteil unserer Kunden.“
Ein neues Geschäftsmodell
Mittlerweile ist DEV bei allen 800 Verteilnetzbetreibern als Messstellenbetreiber anerkannt. Drei Wochen hat der regionale Netzbetreiber Zeit, den neuen Zähler am Speicher zu akzeptieren, das schreibt die Messstellenverordnung vor. Drei Wochen nach dem Tag, an dem der Kunde oder sein Installateur die Anmeldung zum Netzanschluss (ANA) eingereicht haben.
Wie oft die Speicher aus dem Netz beladen werden, kann niemand genau sagen. Noch ist das Geschäftsmodell zu neuartig, Erfahrungen gibt es nicht. Deshalb kann Hammer seinen Speicherkunden noch nicht garantieren, wie viel Energie sie durch Econamic Grid ins Haus geliefert bekommen.
Preise für Regelleistung sinken
Klar ist: Je preiswerter DEV die Regelleistung anbietet, desto häufiger wird der Dienst von den Netzbetreibern in Anspruch genommen. Die Speicher nehmen überschüssige Energie auf. Dadurch sinken die Kosten für den Ausbau von Hochspannungstrassen. Sogar Blindleistung könnten die Speicher anbieten, deren Ladewechselrichter beliebige Kurven ermöglichen.
Derzeit wird die Kilowattstunde Blindleistung mit 1,53 Cent vergütet. Denkbar ist auch, dass der Speicher die gepufferten Energieüberschüsse an das Netz zurückspeist, wenn die Nachfrage nach Strom sehr hoch ist. Dann erhält der Kunde eine Gutschrift.
Billiger Reststrom von der Börse
Doch zunächst denkt Mathias Hammer in eine andere Richtung: Wenn der Senec-Speicher an der Regelenergie teilnimmt, bietet er eine gewerbliche Dienstleistung. Das bedeutet, der Speicherkunde kann die Mehrwertsteuer beim Finanzamt geltend machen. DEV wiederum wird formal zum Energieversorger. „Das erlaubt uns, an der Börse Strom zu kaufen, wenn zu viel Energie vorhanden ist“, erläutert Hammer. „Diesen sehr preiswerten Reststrom geben wir für 13 Cent an unsere Speicherkunden weiter. Das ist ein weiteres Argument, unsere Speicher zu kaufen.“
Er plant, einen Heizstab anzubieten, der die elektrische Leistung zwischen null und zehn Kilowatt stufenlos aufnimmt. Über diesen Heizstab lassen sich der preiswerte Börsenstrom und die Netzüberschüsse gut in Wärme verwandeln, ohne Umweg über den Speicher. Auch die Heizstäbe könnten durch die Netzbetreiber angesteuert werden. Sie entlasten das Netz, und die Besitzer bekommen Warmwasser – oder Heizwärme für den Winter.
Acht Jahre lang läuft der Zähler für das Econamic Grid. Der Austausch mit einem neu geeichten Zähler kostet danach nur noch 15 bis 20 Euro. Obwohl Mathias Hammer noch nicht genau weiß, wie viel Überschussenergie aus dem Netz in die Speicher seiner Kunden fließen wird, ist er sich sicher: „Der Bedarf an negativer Energie wächst eher, als dass er sich verringert.“
Themendossier
http://www.photovoltaik.eu/Dossiers-Themen
Mehr Praxis: Stromspeicher
Für unsere Abonnenten bieten wir im Internet unter dem Menüpunkt Dossiers und Themen die gesammelte Fülle unserer Fachartikel und Meldungen an. Dort finden Sie auch exklusive und kostenfreie Downloads unserer Partner. Die Zugangsdaten stehen auf dem Adressaufkleber auf Ihrem persönlichen Exemplar der photovoltaik.
Deutsche Energieversorgung
Ausführliches Video erläutert Wirtschaftlichkeitvon Stromspeichern und Econamic Grid
Installateure des Batteriespeichers Senec Home können ihre Kunden noch besser beraten. Denn der Speicher wird in einem anschaulichen Video des Herstellers Deutsche Energieversorgung auf Youtube vorgestellt.
Darin wird Schritt für Schritt erläutert, warum sich Photovoltaik für Privathaushalte heute lohnt und welche Rolle der Speicher dabei spielt. In dem 17-minütigen Video werden viele wichtige Fragen beantwortet, die Endkunden zur Anschaffung einer Photovoltaikanlage und zu Speichersystemen haben.
Ein wichtiger Punkt ist die Wirtschaftlichkeit des Speichersystems. Im Video wird gezeigt, wann sich die Photovoltaikanlage mit Speicher rechnet. Dabei wird die Finanzierung sowohl mit KfW-Förderung als auch mit Eigenkapital dargestellt. Das Video erläutert außerdem, warum im Senec Home Bleibatterien und keine Lithium-Ionen-Akkus verwendet werden.
In den letzten fünf Minuten des Videos dreht sich dann alles um das Econamic Grid, wodurch der Speicher vor allem im Herbst und Winter überschüssigen Netzstrom kostenlos beziehen kann. Durch die zusätzlich eingesparten Energiekosten im Winter ist der Senec Home laut Herstellerangaben der erste Energiespeicher, der sich innerhalb von zehn Jahren rechnet.
BYD/Fenecon
Gigantischer Lithium-Ionen-Speicher aufgebaut
Der chinesische Batteriehersteller BYD hat einen großen, kommerziell genutzten Energiespeicher ans Netz gebracht: 20 Megawatt Wechselrichterleistung bei 40 Megawattstunden Kapazität stehen auf dem Werksgelände von BYD bei Hongkong zur Nutzung bereit.
Der neue Großspeicher in Shenzhen dient dazu, Lastspitzen in der Energienachfrage abzufedern: Insbesondere nachts, wenn der Energiebedarf geringer ist, lädt die Riesenbatterie überschüssigen Strom aus dem Netz. Tagsüber entnehmen die Verbraucher den Strom wieder aus den 32 einzelnen Speichereinheiten mit je 1.250 Kilowattstunden, aus denen das Energy Storage System (ESS) besteht. Neben diesem Peak Shaving trägt das System auch zur Frequenzstabilisierung im Netz bei.
Insgesamt knapp 60.000 einzelne Lithium-Eisenphosphat-Zellen mit je 230 Amperestunden Kapazität bilden den Verbund, der in seinem Speicherumfang etwa einer halben Million Laptop-Batterien oder 2.000 Elektroautos entspricht. „Die Kennzahlen dieses Systems sind beeindruckend. Hier ist in einem Gebäude etwa so viel Batteriekapazität installiert wie wohl in allen bisher in diesem Jahr in Deutschland vereinten Heimspeichern zusammen“, rechnet Franz-Josef Feilmeier hoch, Geschäftsführer der Firma Fenecon aus Deggendorf.
Mit seinem Team vertreibt er die Heimspeicher des chinesischen Anbieters. Nun planen die beiden Partner ähnliche Großprojekte auch in Deutschland. „Entscheidend ist, die Funktionsvielfalt von Speichern zu erkennen und zu nutzen“, meint Feilmeier. „Mit kombinierten Anwendungen für Regelleistung, Dienstleistungen im Verteilnetz und den Anwendungsfunktionen bei dezentralen Stromverbrauchern erzielen Speicher bereits jetzt auch in Deutschland eine hohe Wirtschaftlichkeit bei optimierter Versorgungssicherheit.“
Der Startschuss für das Projekt in China fiel im Oktober 2013, Betriebsbeginn war im Juni 2014. Die Hälfte der insgesamt zehn Monate dauernden Zeit von Planungsbeginn bis Inbetriebnahme war für den Aufbau der Gebäude erforderlich. Die eigentliche Installation des Speichers nahm drei Monate in Anspruch. Der Kraftwerksleitstand ist im Gebäude aufgebaut und stammt wie alle weiteren Komponenten von BYD. Ein redundantes und von der Zelle über das Batteriemodul bis zum System durchgehendes Sicherheitskonzept gewährleistet einen gefahrlosen Betrieb der Lithium-Eisenphosphat-Akkus.
Der Großteil der Investition stammt von BYD, zu einem kleinen Anteil sind weitere Investoren beteiligt. Preisunterschiede zwischen Beladen und Entladen durch Tag- und Nachtstrom, vermiedener Netzausbau für Spitzenlasten und Einnahmen für Netzdienlichkeit ermöglichen den wirtschaftlichen Betrieb ohne Förderung oder Subventionen.
Der neue Speicher löst den bisherigen Spitzenreiter ab, ein 2011 installiertes Regelspeicherkraftwerk in der Nähe von Peking. Es wurde gleichfalls von BYD realisiert, mit sechs Megawatt Leistung und 36 Megawattstunden Kapazität. Derweil gehen die Planungen für die nächste Generation von netzdienlichen Speichern weiter: Aktuell werden drei Standorte für ein Speicherkraftwerk mit 1.000 Megawatt und 200 Megawattstunden geprüft.
Einbindung des neuen Senec Business (30 Kilowattstunden) ins Firmennetz.
Fertigung der Senec-Home-Speicher bei Deutsche Energieversorgung in Leipzig.
