Webinar #11

Service, Wartung und Inbetriebnahme von PV- und Speichersystemen

Marktplatz

Energy 3000 Solar | Photovoltaik Österreich

Energy 3000 Solar

Energy3000 solar konzentriert sich auf nachhaltige Energiesysteme und -lösungen für das dritte Jahrtausend. Seit der Gründung im Jahr 2007 leistet das Unternehmen intensive Forschungs- und Entwicklungsarbeit im Bereich erneuerbare Energie. Das Unternehmen mit Hauptsitz in Eisenstadt ist international tätig und und hat Expertise in Planung, Projektierung und praktischer Umsetzung von PV-Anlagen aller Größenordnungen und Anforderungsprofilen.

Kontaktperson: Christian Bairhuber

2021 PV Profi Suche 0076 Fronius Logo DE | Photovoltaik Österreich

Fronius

Fronius International ist ein österreichisches Unternehmen, das seit 1992 Energielösungen rund um das Thema Photovoltaik entwickelt und global vertreibt. Fronius arbeitet täglich daran, die Vision von 24 Stunden Sonne, einer Zukunft, in welcher der weltweite Energiebedarf aus 100% Erneuerbaren gedeckt wird, zu verwirklichen. In dieser Energiezukunft wird erneuerbare Energie mit noch nie dagewesener Effizienz erzeugt und gespeichert, sowie intelligent und kosteneffizient verteilt und verbraucht.

Kontaktperson: Benjamin Fischer

2021 PV Profi Suche 0067 IFIX | Photovoltaik Österreich

iFIX Solar

iFIX-Solar ist ein PV-Großhandelsunternehmen mit internationaler Ausrichtung, das auf die Photovoltaik-Branche optimierte Produkte und Lösungen anstrebt. Das Unternehmen verfügt über langjähriges Know-How im Bereich Photovoltaik und zeichnet sich durch umfassende Beratung und prompte Lieferfähigkeit aus. Mit seiner Tätigkeit möchte das Unternehmen zum Umbau unserer Energieversorgung in Richtung Nachhaltigkeit und Erneuerbar aktiv beitragen.

Kontaktperson: Dieter Greger-Dutzi

Technologie: Stromspeicher

Der Stromspeicher auf einen Blick

Gruene Batterie RGB 1019x1024 1 | Photovoltaik Österreich

Je nach Größe der Photovoltaik-Anlage und dem Stromverbrauch im Gebäude, kann mit einer Photovoltaik-Anlage können rund 30 – 40 % des eigenen PV-Stromes auch selbst verbraucht werden. Der Rest wird als Überschuss in das Stromnetz eingespeist. Durch eine intelligente Eigenverbrauchsoptimierung und kann der Eigenverbrauch um einige Prozent angehoben werden. 

Ein Stromspeicher hilft den Eigenverbrauch zusätzlich noch einmal stark anzuheben. Worauf bei einem Stromspeicher zu achten ist, haben wir hier zusammengefasst.

wie funktioniert ein Stromspeicher?

Unter einem Stromspeicher kann man sich eine größere Batterie vorstellen, die wie ein Akku geladen und entladen werden kann. Am Tag lädt der erzeugte PV-Strom den Speicher auf, wenn der Eigenbedarf des Hauses abgedeckt ist. Erst wenn der Speicher vollständig aufgeladen ist, wird weiterer überschüssiger PV-Strom in das Netz gespeist. In der Nacht, wenn die PV-Anlage keinen Strom produziert, wird dieser aus dem Speicher bezogen.

Gründe für die Anschaffung eines Stromspeichers

Welche Speichertechnologie empfiehlt sich für die Anwendung im Haushalt?

Im Wesentlichen gibt es für den Einsatz im Haushalt, zum jetzigen Stand der Technik, zwei marktreife Speichertechnologien:

  • Lithium-Ionen Speicher
  • Salzwasserbatterien (Natrium-Batterien)
 

Zusätzlich gibt es noch Redox-Flow Speicher, Wasserstoffspeicher, die zum Teil noch im Forschungsstadium sind oder für größere Speichermengen geeignet sind.

Lithium-Ionen Speicher:

Lithium-Ionen Speicher gibt es in verschiedenen Ausführungen. Die verbreitetsten Varianten sind Lithium-Polymer-, Lithium-Eisenphosphat- und Lithiumtitanat-Akkus.

Der Lithium-Ionen Speicher zeichnet sich dadurch aus, dass er sehr oft geladen und entladen werden kann und dabei eine höhere Tiefenentladung sowie höheren Wirkungsgrad aufweist. Charakteristisch ist außerdem die hohe Energiedichte.
Ein negativer Aspekt ist allerdings die mögliche Überhitzung bei Überladung des Speichers. Dieses Problem lösen heutzutage jedoch intelligente Ladesysteme.

Die Lebensdauer von Lithium-Ionen Speichern wird meist nicht in Jahren angegeben, da diese stark von den Ladezyklen abhängig ist. Durchschnittlich werden für Lithium-Ionen Batterien 5.000 bis zu 7.000 Vollzyklen erreicht. Batterien im Zusammenhang mit PV-Systemen haben in der Regel eine Zyklenzahl von 100 bis 200 Zyklen im Jahr. Die Zyklenzahl von Lithium-Ionen Speichern reicht somit für die gesamte Lebensdauer der Anlage aus. 

Salzwasser-Batterie (Natrium-Batterie):

Natrium-Batterien sind sehr neu am Markt, weswegen es noch wenige Langzeiterfahrungswerte gibt. Diese Batterie basiert auf Salzwasser, enthält keine umweltschädliche Materialien oder kritische Rohstoffe und ist leicht zu recyclen. Der Wirkungsgrad liegt bei 80 bis 90 %. Durch die geringere Energiedichte ist der Platzbedarf, im Vergleich zu anderen Technologien höher.

(Technologie Roadmap: Energiespeichersysteme in und aus Österreich, 2018)

Konventionelle vs. netzoptimierte Stromspeicherung

Stromspeicher können auch zu einer Entlastung der Stromnetze beitragen, wenn die Batterien netzoptimiert genutzt werden.

Konventionelle Stromspeicherung:

Die Batterie wird mit Aufgehen der Sonne geladen und ist in den Mittagsstunden (Zeitraum in dem der meiste PV-Strom produziert wird) voll geladen. Danach speist die PV-Anlage den überschüssigen PV-Strom in das Netz ein. Eine Entlastung des Netzes, vor allem in den Mittagsstunden, ist somit nicht gegeben.

Intelligente_Ladung

© Uranus Verlag/Raunigg und Partner

 

Netzoptimierte Stromspeicherung:

Bei einem netzoptimierten Betrieb der Batterie wird die Batterie in Abhängikeit vom Netzzustand geladen. In diesem Falls speist die PV-Anlage den Strom Vormittg über in das Netz ein. Erst in den Mittagsstunden wird der PV-Strom in der Batterie gespeichert, bis die Batterie voll geladen ist. Damit trägt die Batterie in den Mittagsstunden zu einer Entlastung des Stromnetzes bei.

konventionelle_Ladung

© Uranus Verlag/Raunigg und Partner

berechnung der optimalen speichergröße

Bei der Dimensionierung von Stromspeichern sollte genau darauf geachtet werden, dass der Speicher seine Nutzkapazität effizient auslastet, um zu hohe Kosten zu vermeiden. Gleichzeitig soll der Speicher auch nicht zu klein sein, damit im Bedarfsfall jederzeit ausreichend eigener PV-Strom zur Verfügung steht.

Für eine grobe erste Planung gibt es eine Annäherungsformel: 1:1:1

Stehen der jährliche Strombedarf, die Stromerzeugung der PV-Anlage und die Speicherkapazität im Verhältnis von 1:1:1, dann können rund 60 % des erzeugten PV-Stroms direkt verbraucht werden.

Für eine erste grobe Berechnung der optimalen Speichergröße steht Ihnen der kostenlose “Sonnenklar-Rechner” zur Verfügung. Diesen finden Sie unter www.pvaustria.at/sonnenklar_rechner. Bitte beachten Sie, dass der Rechner nicht die detaillierte Planung des Fachmanns ersetzt.

Beispiel für ein Einfamilienhaus:

Bei einem Gebäude mit einem jährlichen Stromverbrauch von 4.000 kWh und einer PV-Anlage mit einer Stromerzeugung von 4.000 kWh ergibt sich eine optimale Speichergröße von 4.000 Wh also 4 kWh (Nettospeicherkapazität). Den Speicher deutlich zu vergrößern, rechnet sich aus wirtschaftlichen Gründen nicht.

installation von stromspeichern

Grundsätzlich kann eine Batterie nur Gleichstrom speichern. Der Gleichstrom, den die PV-Anlage produziert, kann somit ohne Umwandlung direkt in der Batterie gespeichert werden. Wechselstrom hingegen muss zuerst durch einen Wechselrichter wieder in Gleichstrom umgewandelt werden, bevor er in der Batterie gespeichert werden kann.

Deshalb werden zwei unterschiedliche Installationsarten angeboten:

  • DC-gekoppelter Stromspeicher (von direct current = Gleichstrom) und
  • AC-gekoppelter Stromspeicher(von alternating current = Wechselstrom)

 

DC-gekoppelter Stromspeicher:

Für die DC-seitige Version wird die Batterie zwischen der PV-Anlage und dem Wechselrichter installiert. Der PV-Strom muss auf dem Weg in die Batterie nur eine Spannungsanpassung durchlaufen, da der Strom aus der PV-Anlagen eine weit höhere Spannung als die der Batterie hat.

Der Vorteil liegt hier in der höheren Effizienz, da Umwandlungsverluste vermieden werden.

DC-Loesung

© Uranus Verlag/Raunigg und Partner

 

AC-gekoppelter Stromspeicher:

In der AC-seitigen Version hingegen wird die Batterie zwischen Wechselrichter und dem Hausnetz montiert. Bei dieser Version muss der Strom zwei Mal transformiert werden: Einerseits wird der (gleichgerichtete) PV-Strom vom Wechselrichter in Wechselstrom und für die Speicherung von einem zusätzlichen Batteriewechselrichter wiederum in Gleichstrom umgewandelt.

AC-Loesung

© Uranus Verlag/Raunigg und Partner

Vorteile:

  • eigene Geräte könne direkt mit Wechselstrom versorgt werden,
  • flexibel da für alle Anlagenarten und Anlagenkombinationen verwendbar und
  • einfacher nachträglicher Einbau.

Einphasiges oder Dreiphasiges Speichersystem?

PV-Systeme und Speichersysteme können entweder 1-phasig oder 3-phasig ausgeführt sein:

Einphasiges Speichersystem:

Bei einphasigen Speichersystemen ist das Speichersystem nur an eine Phase des Hauses angeschlossen. Alle an dieser Phase angeschlossenen Geräte werden mit gespeicherten PV-Strom versorgt.

Dreiphasiges Speichersystem:

Mittlerweile gibt es immer mehr dreiphasige Speichersysteme, die alle drei Phasen im Haus mit gespeichertem PV-Strom versorgen können.

derzeitige anschaffungskosten von stromsystemen

Die Anschaffungskosten eines Stromspeichers für ein Einfamilienhaus können nicht pauschalisiert werden, da es auch auf die Kennzahlen wie die nutzbare Speicherkapazität, die maximale Entladeleistung und die Anzahl der Vollzyklen ankommt.

Lithium-Ionen-Speicher:

Für Lithium Speichersysteme mit einer Kapazität von 5 kWh ist mit einem derzeitigen Nettopreis von 1.100 Euro bis 2.100 Euro pro kWh zu rechnen, zur Mehrwertsteuer muss man dann allerdings auch noch die Einbaukosten dazurechnen.

Gibt es eine Förderung für Stromspeicher?

Alle Informationen zur bundesweiten Speicherförderung finden Sie in unserer Übersicht. 

Alternativ unterstützen auch einzelne Bundesländer die Investition in einen Stromspeicher. 

Können Stromspeicher mehr Energie speichern als bei ihrer Herstellung benötigt wird?

Das Fraunhofer Institut errechnete den Energieeinsatz bei der Herstellung von Lithium-Ionen Speicher: Pro Wattstunde Speicherkapazität werden 500-600 Wh an Primärenergie benötigt. Nimmt man demnach beispielsweise einen Speicher, der über 14.000 Zyklen bei 60% Restkapazität verfügt, so ist die benötigte Energiemenge für die Herstellung des Stromspeichers bereits nach 1500 Zyklen gespeichert und somit ausgeglichen. Ein solcher Speicher kann also rund 9-mal so viel Energie speichern, wie bei der Herstellung aufgebracht wurde.

Die Grafiken wurden dankenswerterweise von Uranus Verlag und Raunigg zur Verfügung gestellt. © Uranus Verlag/Raunigg und Partner

(Alle Angaben sind ohne Gewähr)