Welchen Beitrag leisten PV-Hausenergiespeicher zur Energiewende?

Von Volker Wachenfeld (Gastbeitrag) am 4. März 2015 in der Kategorie Energiemanagement mit 5 Kommentare
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An dezentralen Batteriespeichersystemen in den Händen von privaten Endkunden scheiden sich derzeit weltweit die Geister. Auf der einen Seite gibt es bis heute noch keinen Markt, auf dem man unter Berücksichtigung aktueller Rahmenbedingungen eine Wirtschaftlichkeit des Hausenergiespeichers unabhängig von Fördergeldern zweifelsfrei nachweisen kann. Experten streiten sich auf internationalen Konferenzen über Sinn und Unsinn, volkswirtschaftliche Betrachtungen stellen zentralen Lösungen stets das bessere Zeugnis aus. Andererseits existiert inzwischen in Kombination mit Photovoltaikanlagen für Privathaushalte ein breites Angebot an Systemlösungen, die schon heute ihre Käufer finden. Dieser scheinbare Widerspruch hat unterschiedliche Ursachen.

 

Modellbeispiel Photovoltaik

Die erfolgreiche Entwicklung der Photovoltaik in der jüngeren Vergangenheit wird hier gern als Modell mit Beispielcharakter zitiert. Gestartet als kostenintensive Technologie für Nischenapplikationen, sind die Kosten für photovoltaische Stromerzeugung heute zweifelsfrei konkurrenzfähig. Geeignete öffentliche Anreizsysteme wie garantierte Einspeisevergütungen oder Steuervergünstigungen haben den Weg für die notwendigen Skaleneffekte und daraus resultierende Kostensenkungen frei gemacht. Insbesondere die privaten Hausdachanlagen waren und sind ein Garant für den nachhaltigen Ausbau der Photovoltaik (PV). Warum also nicht auf ähnliche Effekte bei den Speichersystemen setzen? Eine vollständige Transformation der Energieversorgung hin zu einem dezentralen System, das vollständig auf Erneuerbaren basiert, braucht auch entsprechende Ausgleichmöglichkeiten für die volatile (also schwer planbare) Erzeugung. Und Hausspeicher könnten ebenso wie einst die PV-Dachanlagen einen wichtigen Beitrag leisten – private Kaufentscheidungen folgen eigenen Gesetzmäßigkeiten, politische Hindernisse müssen nicht überwunden werden.

 

Gesetze des Marktes – Angebot und Nachfrage

Die Batterietechnologie hat sich in der Zeit zwischen ersten Entwicklungen und den neunziger Jahren des vergangenen Jahrhunderts wenig dynamisch gezeigt – bis der Technologiesprung durch Einführung der Lithiumchemie neue Perspektiven anbietet. Batterien werden zunehmend haltbarer, effizienter, kompakter, schlicht performanter. Erste Zielgruppe: die Automobilindustrie – Verträge werden geschlossen, Ziele definiert und Stückzahlen vereinbart. Die Batteriehersteller investieren in Kapazitätsausbau, um die vereinbarten Stückzahlen fertigen zu können – und werden von den tatsächlichen Abnahmemengen enttäuscht. Ein weiterer Use-Case muss her, die Kapazitäten müssen ausgelastet werden. Anstatt auf eine Nachfrage zu reagieren, erzeugt der Markt so ein Angebot, um gezielt eine Nachfrage zu schaffen. Als Konsequenz profitiert der Kunde von unerwartet günstigen Preisen für modernste Technologie.

 

Hausspeichersysteme auf PV-Märkten

In Deutschland, dem Mutterland der dezentralen Photovoltaik-Nutzung, wurde in 2014 bereits jede 5. PV-Anlage mit einem Speicher ausgestattet. Treiber ist neben einem nicht allzu attraktiv ausgestatten Förderprogramm, das nur etwa von der Hälfte der Nutzer in Anspruch genommen wird, vorrangig die Haushaltsparität. Seit mehr als zwei Jahren kann man in Deutschland Strom aus Photovoltaik günstiger selbst produzieren als man ihn aus dem Netz beziehen kann. Je mehr man also selbst verbraucht, desto wirtschaftlicher wird der Betrieb der Anlage. Und auch wenn die Spanne zwischen Strombezugskosten und Erzeugungskosten aus PV noch nicht ausreicht, um den Speicher zu finanzieren, spielt die Angst vor Energiepreissteigerungen und das Misstrauen gegen die traditionellen Stromversorger den Anbietern von Speichersystemen in die Hände. Der Speicher fungiert als Energiemanager – wenn die PV-Anlage mehr Strom erzeugt als der Haushalt verbrauchen kann, wird gespeichert – steigt der Verbrauch oder sinkt die Erzeugung, wird Energie aus der Batterie entnommen. Dezentrale Batteriespeicher  machen PV-Analgen auf Einfamilienhäusern erst so richtig erwachsen. Bis zur Wirtschaftlichkeit ist noch ein Stück des Weges zurückzulegen, sinkende Systemkosten und steigende Energiepreise arbeiten hier jedoch Hand in Hand.

 

Es gibt auch traditionelle Hausspeichermärkte

Neben dieser „neuen“ Applikation sind Hausspeichersysteme in anderen Industriestaaten bereits seit vielen Jahren verbreitet. Hausbesitzer in Japan fürchten die Auswirkungen von Naturkatastrophen, investieren in Speichersysteme, um auch nach einem Erdbeben beispielsweise noch den Zugang zu Nachrichten sicherzustellen. In den USA hält sich das Vertrauen in die Zuverlässigkeit der Netze in Grenzen, Backup-Systeme schaffen zusätzliche Versorgungssicherheit. Die Anforderungen an solche Systeme unterscheiden sich jedoch nicht unerheblich von denen an die modernen „Energiemanager“, die heute in Europa installiert werden: Notstromfähigkeit, Überlastverhalten, Zuverlässigkeit bestimmen den Einsatzbereich, in keinem dieser Fälle folgt die Investitionsentscheidung wirtschaftlichen Abwägungen. Diese Anwendung wird es in Zukunft sicher weiterhin geben, sie wird jedoch kaum Impulse für die Weiterentwicklung von Hausspeichersystemen liefern.

 

Smarte Geräte für ein intelligenteres Netz?

Batteriespeichersysteme sind echte Multitalente. Im Gegensatz zu Erzeugungsanlagen oder Lasten können sie Energie aufnehmen und abgeben – je nachdem, welche Betriebsart gerade den größten Nutzen bringt. Den leistungselektronischen Energiewandlern, die für Ladung und Entladung benötigt werden, kann man so ziemlich jede Funktion beibringen, die sich ein Netzbetreiber nur vorstellen kann. Die Regelung reagiert viel schneller als jeder konventionelle Generator – egal unter welchen Randbedingungen. Neue Funktionen benötigen neue Software, keine neue Physik. Ob sie nun Blindleistung oder Kurzschlussstrom liefern sollen, die Frequenz stabilisieren oder die Spannung dezentral ausregeln sollen – hier gibt es so gut wie keine Grenzen – allerdings gibt es derzeit auch so gut wie keinen Anreiz für eine Umsetzung.

 

Geht auch alles auf einmal?

Von einem technischen Standpunkt aus betrachtet fällt die Antwort auf diese Frage leicht: Selbstverständlich geht das! Die unterschiedlichen Funktionen, die ein Batteriespeicher in der Haushaltsapplikation anbieten könnte, sind ebenso selbstverständlich nicht rückwirkungsfrei – anders ausgedrückt: die Kombination verlangt eine intelligente Auslegung und ein ebenso intelligentes Management. Die Entscheidung, ob ein möglicher Notstrombetrieb zu  Lasten einer noch optimaleren Speicherausnutzung erkauft werden soll, können wir dabei getrost dem Kunden überlassen – mehr Komfort für höhere Kosten, das ist ein Prinzip, nach dem Märkte funktionieren. Mehr Funktionen, von denen die Netze profitieren, wird es aber ohne einen wirtschaftlichen Anreiz nicht geben. Und dieser Anreiz kann nicht durch verschärfte Anschlussbedingungen geschaffen werden – weniger Ertrag für mehr Geld wird den Markt bremsen oder sogar stoppen. Und auf eine Nutzung der Fähigkeiten dezentraler Batteriespeicher  zur Netzentlastung und –stabilisierung zu verzichten wäre eine Fahrlässigkeit, die wir uns in Zeiten real verspürten Klimawandels und hart umkämpften Primärenergiemärkten nicht leisten können – nirgendwo auf der Welt!

 

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Der Autor

Volker Wachenfeld (Gastautor)

Volker ist Executive Vice Präsident für den Geschäftsbereich Off-Grid- und Speicher-Technologien. Privat betreibt er auf seinem Haus mehrere kleinere PV-Anlagen und natürlich auch einen Hausenergiespeicher!

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5 Kommentare

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    Hartmut Kneider

    5. Oktober 2015 um 07:58

    Guten Morgen,

    denke nun schon geraume Zeit über die Nachrüstung eines Speichers nach und bin immer noch auf der Suche. Habe eine 9,8 Kwp-Anlage Ost-Süd mit einem Tripower 5000 TL und einem SB 3600 TL. Warmwasseraufbereitung mit dem SHM über 3 Funksteckdosen und einem Zusatzheizstab zur Heizungsunterstützung der nur selten in Betrieb geht. ( logisch weil im Winter wenig Leistung von der PVA kommt) Der Tripower hat 5,6 KWp Ost vom Hausdach , der Rest Süd vom Carport über den SB. Alles funktioniert bisher tadellos auch ohne Installateur, was jedenfalls den Verbau der Steuerung betrifft. Leider geht trotzdem immer noch zuviel Energie in das Netz. 60% Regelung Kfw will ich nicht. Nun kommen die ersten bezahlbaren und wirtschaftlichen Speicher auf den Markt. Im Frühjahr will ich loslegen , bis dahin will ich mein Projekt fertig geplant haben. Es gibt viel für und wieder bei der Auswahl eines Speichers zu berücksichtigen auch ob man unbedingt autark sein muss, sprich USV bei Stromausfall. Eigentlich wollte ich SMA treu bleiben aber preislich gibt es bereits auch weitere lukrative und einfach zu installierende Systeme wie zum Beispiel den Solarwatt MyReserve den ich gleichstromseitig zum Tripower einbinden kann. Nachteil dabei, ich müsste die Regelung des SHM durch die von Solarwatt ersezten. Regelung bei beiden ist ähnich. Der Tripower soll lt. Datenblat kompatibel sein. Hätte dann auch gleich eine Einspeisung auf allen drei Leitern.Müsste ich die Anschaffungskosten der Solarwattregelung zum Material und zur Platzersparnis im Vergleich zu den SMA – Komponenten gegenrechnen. Noch sind aber nicht alle Messen gesungen. Habe noch Zeit und wäge alles ab.
    Weiterhin wollte ich dem Team von SMA ein Lob für die prima Arbeit aussprechen , die ihr hier seit Jahren leistet, den unfreundlichen Mitarbeiter vom Service, den ich am Freitag an der Leitung hatte, mal ausgenommen. Hatte 15:55 Uhr angerufen. Wollte nur eine Auskunft.

    Allen noch einen sonnigen Tag.

    Grüße aus der Uckerma

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    Bauer Edmund

    28. Mai 2015 um 16:21

    Wir beabsichtigen ein Wasser auftrieb Kraftwerk in Sachsen / Deutschland zu errichten der erzeugte Strom wird Netz frei an Endabnehmer mittels Energie Speicher geliefert. Der Speicher liefert das KW Strom für 15cent/€ und wir einmal im Monat frei Haus als Akku geliefert. Damit kommen auch jene in den Genuss die keine Solaranlage haben noch investieren wollen.
    Es ist ein neues Programm zu Autarken Stromnutzung und wir sind von diesem Schritt in die richtige Richtung 100% überzeugt.
    Anfragen und Teilhaber können sich melden.

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    Kilian Rüfer

    9. März 2015 um 15:33

    Eigentlich ein super Thema. Jedoch hätte ich unter dem Versprechen in der Überschrift Rechenbeispiele erwartet oder einen Baum zur Entscheidungsfindung für Interessenten. Natürlich sind Rechenbeispiele pauschal schwer machbar.

    Als Antwort, ob sich die Speicher lohnen steht geschrieben: „Und auch wenn die Spanne zwischen Strombezugskosten und Erzeugungskosten aus PV noch nicht ausreicht, um den Speicher zu finanzieren,…“ Es geht also um eine Querfinanzierung über die Einsparung gegenüber dem Haushaltsstrompreis. Auch steht geschrieben „Bis zur Wirtschaftlichkeit ist noch ein Stück des Weges zurückzulegen, sinkende Systemkosten und steigende Energiepreise arbeiten hier jedoch Hand in Hand.“ Man kann also aktuell Unabhängigkeit statt Rendite aus PV-Anlagen erhalten.

    Eines aber ist eindeutig. Für die Energiewende als Gesamtprojekt lohnen sich Speicher definitiv. Dabei denke ich auch an Langzeitspeicher wie Power2Gas mit denen flexible Schattenkraftwerke gespeist werden können und damit auch der Netzausbaubedarf reduziert wird.

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      Leonie Blume

      10. März 2015 um 11:17

      Hi Kilian,
      danke für deinen Kommentar. Du hast absolut recht, die Überschrift ist tatsächlich etwas missverständlich. Volker meinte „lohnen“ nicht im betriebswirtschaftlichen Sinne, sondern sinnbildlich als Beitrag zur Energiewende. Im Text macht er ja tatsächlich keine Rechnungen auf. Im Englischen ist der Titel „Storage behind the meter: some determining factors for end consumer owned batteries“. Da die direkte Übersetzung etwas sperrig und zu lang war, ist das dann bei rausgekommen. Ich ändere jetzt schon mal den Titel und Volker will später noch persönlich was schreiben.
      Danke auf jeden Fall für den Hinweis.
      Viele Grüße
      Leonie

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      Volker Wachenfeld

      10. März 2015 um 18:46

      Hallo, Herr Rüfer,

      ich muss mich bei Ihnen bedanken, die Zusammenfassung ist genau richtig. Wir haben das etwas unglücklich getitelt, Leonie Blume erklärt das in ihrem Kommentar.

      Schaut man dennoch einmal genauer auf die Frage der Wirtschaftlichkeit der Einzelanlage, muss man zunächst die heutige Differenz zwischen Einspeisevergütung zu Strombezugskosten im Vergleich zu den Kosten für eine Zwischenspeicherung einer kWh ermitteln. Je nach antizipierter Strompreissteigerung wird die Anlage schneller oder langsamer wirtschaftlich.

      Tatsächlich ist bereits heute ein wirtschaftlicher Betrieb von dezentralen Speichersystemen möglich. Voraussetzung hierfür ist die effiziente und intelligente Nutzung des eingesetzten Speichers. Informationen dazu finden Sie in einem anderen Blogbeitrag unter:
      http://www.sma-sunny.com/2014/11/25/sunny-boy-smart-energy-solarstrom-laenger-nutzen-und-viel-geld-sparen/
      Ein optimaler Einsatz des Systems erlaubt weiterhin, auftretende Verluste durch spezifische Anforderungen im Systembetrieb zu vermeiden, beispielsweise durch die Zwischenspeicherung der Mittagsspitze. Nimmt man etwa die Förderung der KfW für einen Haushaltsspeicher in Anspruch, muss die Einspeisespitze der PV-Anlage auf 60 % der Peakleistung begrenzt werden – was nicht gleichzeitig verbraucht werden kann, wird entweder abgeregelt oder zur späteren Verwendung in den Speicher geladen. Abregeln bedeutet aber vollständigen Verlust!

      Viele Grüße
      Volker Wachenfeld

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