Die wachsende Bedeutung des Eigenverbrauchs von Energie und die Veränderungen bei den Abrechnungssystemen für Prosumer machen die Energiespeicherung zu einer natürlichen Erweiterung der Photovoltaikanlagen im Wohnbereich.
In der Praxis handelt es sich jedoch nicht nur um eine "Batterie für das Haus", sondern um ein integriertes Energiemanagementsystem, das sich auf die Energiebilanz der gesamten Immobilie auswirkt.
In diesem Artikel erläutern wir, wie die Energiespeicherung in einem Einfamilienhaus funktioniert und welche Prozesse im System während des täglichen Betriebs ablaufen.
Ein typisches Energiespeichersystem besteht aus mehreren Grundkomponenten:
In Lösungen, die von Händlern wie G-Volt angeboten werden, sind diese Systeme als Komplettlösungen konfiguriert und können in die Anlage des Endkunden integriert werden.
Die von der PV-Anlage erzeugte Energie deckt zunächst den aktuellen Bedarf des Gebäudes. Der direkte Energiebezug reduziert die Umwandlungs- und Übertragungsverluste.
Bei einem Überschuss an Energieproduktion - meist zwischen 10 und 15 Uhr - wird die Energie in den Speicher geleitet. Der Ladevorgang beinhaltet die Umwandlung von elektrischer Energie in chemische Energie in den Batteriezellen.
Das BMS überwacht den Ladezustand (State of Charge) und die Betriebsparameter der Batterie wie Temperatur, Spannungen und Ströme.
Auf dieser Grundlage entscheidet das EMS, ob der Ladevorgang fortgesetzt oder das System in den Standby-Modus versetzt werden soll.
Wenn die PV-Energieproduktion sinkt - am Abend oder in der Nacht - entlädt der Energiespeicher die gespeicherte Energie in die Hausanlage.
Die Energie fließt durch den Wechselrichter zurück (DC → AC) und versorgt die Verbraucher im Gebäude.
In einer Situation der Energieknappheit bezieht das System automatisch Energie aus dem Stromnetz.
Im Net-Billing-Modell erfolgt der Export von Energie in das Netz nur dann, wenn der Speicher vollständig geladen ist.
In der Praxis können Energiespeicher in mehreren Modi betrieben werden:
Die Wahl der Betriebsart hängt von der Systemkonfiguration und den Bedürfnissen des Endverbrauchers ab.
Der Gesamtwirkungsgrad des Zyklus (Round-Trip-Wirkungsgrad) beträgt in der Regel:
Die Verluste sind hauptsächlich auf folgende Faktoren zurückzuführen:
Die nominale Batteriekapazität ist nicht vollständig verfügbar. Die Systeme werden in der Regel zwischen 10-90 % SoC betrieben, um die Lebensdauer der Zellen zu verlängern.
Für ein typisches Einfamilienhaus:
Aus Sicht des Marktes für erneuerbare Energien erhöhen Energiespeicher:
Für Installateure bedeutet dies:
Die Energiespeicherung in einem Einfamilienhaus ist ein fortschrittliches elektrisches System, das die Nutzung der lokal erzeugten Energie optimieren soll.
Das System steuert den Energiefluss zwischen der PV-Anlage, dem Speicher, den Verbrauchern und dem Stromnetz.
In der Praxis bedeutet dies eine größere Energieunabhängigkeit, eine bessere Auslastung der PV-Anlage und die Möglichkeit, die Energiekosten aktiv zu steuern.