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Aus dem Facharchiv: Elektropraxis
Energiespeicher im Gewerbe (1)

Im Rahmen der europäischen Energiewende spielt der Ausbau moderner 
Energiespeicher eine stetig wachsende Rolle. Seit einigen Jahren entwickelt sich insbesondere in Deutschland der Markt für stationäre Batterien in zahlreichen Anwendungsfeldern rasant weiter.

Mittels Photovoltaikanlage und Batteriespeicher können sich Industrie- und Gewerbebetriebe mit lokalem Grünstrom selbstversorgen (Quelle: ISEA RWTH Aachen)

So wurden seit dem Jahr 2013 über 150 000 Solarstromspeicher in Privathaushalten installiert. Bis Ende dieses Jahres werden sie zusammen eine nutzbare Kapazität von fast 1,4 Gigawattstunden und eine Leistung von mehr als 600 Megawatt aufbringen – so viel wie ein großes Pumpspeicherkraftwerk.

 

Einsatzmöglichkeiten 
von Gewerbespeichern

Doch auch in Industrie- und Gewerbebetrieben bieten leistungsfähige Batteriespeicher heute bereits vielfältige Einsatzmöglichkeiten. Einige der typischen Anwendungsfälle werden im Folgenden zunächst kurz zusammengefasst.

Steigerung des solaren 
Eigenverbrauchs

In Gewerbe- und Industriebetrieben mit geeigneten Dachflächen kann die Kombination aus Solaranlage und Batteriespeicher zu einer Eigenversorgung mit lokalem Grünstrom genutzt werden (Bild). Je nach Anlagengröße und Lastprofil können im Jahresmittel so deutlich über 50 % des Strombezugs vom eigenen Dach gedeckt werden.

Eine vollständige Autarkie vom Netz auf Basis von Photovoltaik und Speichern ist aufgrund der geringen Sonneneinstrahlung in den Herbst- und Wintermonaten in Deutschland jedoch in aller Regel nicht möglich.

Der finanzielle Vorteil eines Batteriespeichers zur Eigenverbrauchserhöhung ergibt sich für den Betreiber als Differenz zwischen seinem Strombezugspreis und der Einspeisevergütung der PV-Anlage.

Es zeigt sich, dass der Strombezugspreis für private Haushalte dabei mit knapp 30 ct/kWh über den gesamten Zeitraum sehr hoch liegt. Gewerbekunden hingegeben haben mit durchschnittlich etwa 17 ct/kWh dagegen deutlich geringere Kosten pro bezogener Kilowattstunde. Der wirtschaftliche Vorteil, der sich aus der Speicherung des Solarstroms ergibt ist, ist für Gewerbebetriebe dadurch deutlich geringer.

Auch wenn die spezifischen Investitionskosten großer Speichersysteme (also die „Kosten pro Kilowattstunde Batterie“) meist geringer ausfallen, reicht dies in der Regel nicht aus, um einen positiven Business Case für diese Art von Großspeichern abzubilden: Derzeit übersteigen die Amortisationsdauern dieser Systeme noch die erwartete Lebensdauer der Batteriespeicher.

Entsprechend werden in deutschen Industrie- und Gewerbebetrieben aktuell nur wenige Speichersysteme zur Erhöhung des solaren Eigenverbrauchs installiert. In den dennoch realisierten Fällen stehen dabei meist ideelle Motive oder Marketingpositionierung („hergestellt mit lokalem Grünstrom“) im Vordergrund.

Notstromversorgung

In sicherheitskritischen Einrichtungen wie beispielsweise Krankenhäusern, Telekommunikationsmasten oder Flugleitstellen werden seit Jahrzehnten verschiedenste Konzepte zur dauerhaften Sicherstellung der Energieversorgung umgesetzt.

Bei einem Stromausfall können Batteriespeicher je nach Anwendungsfall entweder zur Überbrückung der gesamten Ausfallzeit ausgelegt oder in Kombination mit alternativen Erzeugungsquellen wie Dieselaggregaten oder Gasturbinen eingesetzt werden. Auch Heimspeicher bieten unterschiedliche Konzepte zur Notstromversorgung an.

In der einfachsten Form werden kritische Geräte wie Kühltruhe oder Server durch eine „notstromfähige“ Steckdose am Speichersystem realisiert. Leistungsfähige Speichersysteme können bei einem Stromausfall dagegen den gesamten Haushalt vom öffentlichen Netz trennen und dreiphasig als Inselnetz versorgen.

Erhöhung der Spannungsqualität

Neben dem im vorherigen Punkt genannten vollständigen Ausfall der Stromversorgung kann insbesondere für produzierende Unternehmen bereits eine kurzzeitige Reduzierung der Versorgungsqualität, wie zum Beispiel das vorübergehende Absinken der Netzspannung, zu erheblichen Problemen führen.

Diese sogenannten „Brownouts“ können Produktionsprozesse aus dem Takt bringen – mit zum Teil erheblichen Folgekosten: In Papierfabriken beispielsweise kann ein Brownout zu mehrtägigen Produktionsausfällen führen, da die Maschinen nach einem ungeplanten Aussetzen zunächst aufwändig gereinigt werden müssen. Verglichen mit den potenziellen finanziellen Schäden ist die Investition in einen Batteriespeicher zur Absicherung oft die klar günstigere Variante.

Darüber hinaus können Batteriespeicher mit aktiver Netzfilterung ausgerüstet werden und so beispielsweise Verzerrungen durch nichtlineare Lasten beheben, die Spannungsqualität gewährleisten und damit den sicheren Betrieb neuerer Technologien ermöglichen. Da bei Batteriespeichern eine Wandlungskomponente generell notwendig ist, beschränkt sich der zusätzliche Aufwand. Manche der neuen Systeme bieten entsprechende Ausstattungsmerkmale bereits von Haus aus.

Autoren:  K. Kairies, J. Figgener, D. Haberschusz

Der vollständige Artikel ist in unserem Facharchiv nachzulesen.

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