Nachlese zur Intersolar

PV-Speicher auch für industrielle Anwendungen immer interessanter

17. Juli 2017

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PV-Speicher für private Haushalte werden handlicher und die Lösungen für Industrie, Gewerbe und Energiewirtschaft nehmen immer größere Dimensionen an. Möglich wird dies durch sinkende Kosten und eine größere Energiedichte der Lithium-Ionen-Speicher.

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Ein Besuch der diesjährigen Auflage der Messe Intersolar in München veranschaulichte den erneuten Richtungswechsel im PV-Markt. Der Weg zu mehr Eigenverbrauch und die Zunahme an regionalen Stromversorgungsprojekten auf Basis Erneuerbarer Energien geben der Speicherung von PV-Strom in Batteriespeichern enormen Schub. Parallel dazu entwickelt sich die Elektromobilität weltweit mit großer Dynamik. Die dadurch entstehenden Innovationen kommen auch der Photovoltaik zu Gute. Heimspeicher können jetzt leichter, kompakter und handlicher designt und produziert werden. Für die gleiche Speicherkapazität sind jetzt weniger Batteriezellen nötig.

Bild 1: Der Heimspeicher Varta pulse ist in zwei Leistungsklassen lieferbar

Bild 1: Der Heimspeicher Varta pulse ist in zwei Leistungsklassen lieferbar; Quelle: Varta Storage GmbH

Mit dem Wandspeicher »Varta pulse« wurde das Lieferspektrum von Varta erweitert (Bild 1). Er ist in zwei Leistungsklassen erhältlich: 3,3 kWh und 6,5 kWh. »Einfach, preiswert und dabei qualitativ hochwertig – das ist pulse. Perfekt für alle, die höchste Energiedichte platzsparend bündeln möchten«, sagt Herbert Schein, CEO der Varta in einem Interview. Darüber hinaus verwies er auf das Qualitätsversprechen seines Unternehmens an die Endkunden und die Handwerkspartner. Der Hersteller setzt bei Heimspeichern auf den dreistufigen Fachvertrieb und ein Netzwerk von zertifizierten Fachhandwerkern.

Der neue Heimspeicher lässt sich in 30 min installieren. Dank Plug & Play-Technik ist er schnell einsatzfähig und kann mit allen Quellen grüner Energie kombiniert werden. Mit Abmessungen von 60  cm x 69 cm x 19 cm benötigt er nur wenig Raum. Der Heimspeicher »Varta pulse 3« mit einer Kapazität von 3,3 kWh wiegt 45 kg. Der größere »Varta pulse 6« hat eine Kapazität von 6,5 kWh und ein Gewicht von 65 kg. Zumindest die kleinere Variante sollte problemlos in der 1-Mann-Montage installiert werden können. Aus den bereits vorhandenen Speichersystemen »Varta home« und »Varta family« wurde nun »one L« und »one XL«. Die Batteriekapazität lässt sich hier individuell je nach Anforderung von 2,8 kWh bis 13,8 kWh skalieren und das in 0,5-kWh-Schritten. Die Speicher sind notstromfähig.

Bild 2: Für Senec Home gibt es auch Strom aus der »Cloud«

Bild 2: Für Senec Home gibt es auch Strom aus der »Cloud«; Quelle: Deutsche Energieversorgung

Generell war das Angebot an Heimspeichern auf der Intersolar breit gefächert. Die aktuellen Modelle wurden vielfach schon vor einem Jahr vorgestellt, so dass sich das Angebot an echten Neuheiten in diesem Bereich als sehr überschaubar beschreiben lässt. Einen neuen Heimspeicher stellt beispielsweise nach die Deutsche Energieversorgung aus Leipzig vor (Bild 2). Der einphasige Batteriespeicher mit Dreiphasenkompensation »Senec.home« ist in vier Leistungsgrößen lieferbar (2,5 kWh, 5,0 kWh, 7,5 kWh und 10,0 kWh). Die Anzahl der Ladezyklen wird mit 12.000 angegeben. Das Gesamtgewicht des Speichersystems reicht je nach gewählter Leistungsklasse von 77 kg bis 152 kg.

Die maximale Wirkleistung des Wechselrichters beträgt 1250 W beim 2,5-kWh-System und 2500 W bei den drei anderen Leistungsklassen. Interessant für die Erwerber des »Senec.home« ist das Angebot »Senec.Cloud«. Durch optional buchbare Pakete kann günstiger Wärmestrom auch für die Versorgung von Wärmepumpen oder Nachtspeicherheizungen genutzt werden. Mit der »Senec.Cloud 2.0« sind in den Basispaketen Stromverbräuche von bis zu 33.000 kWh pro Jahr darstellbar, wodurch diese Energielösung auch für Gewerbetreibende interessant ist. Das Konzept der »Senec.Cloud« basiert auf der für 20 Jahre garantierten EEG-Einspeisevergütung, wodurch Kunden eine langfristige Planungssicherheit haben.

Mit der »Senec.Cloud Spezial« sind auch größere Gewerbe- und Industrieobjekte mit unlimitiertem Stromverbrauch integrierbar. Für diese erstellt Senec individuelle Angebote. Auch Kombinationen oder Alternativen mit anderen Erzeugern wie Blockheizkraftwerke oder Windräder sind hierbei möglich. Damit haben auch Gewerbe- und landwirtschaftliche Betriebe die Chance, den selbst produzierten Strom ganzjährig zu nutzen und Stromkosten dauerhaft zu senken.

Speicher für Industrie  und Gewerbe

Bild 3: Das Container-Lithiumspeichersystem
Tesvolt Power Storage (TPS) wurde für den Einsatz in der Industrie entwickelt

Bild 3: Das Container-Lithiumspeichersystem Tesvolt Power Storage (TPS) wurde für den Einsatz in der Industrie entwickelt; Quelle: Tesvolt

Unternehmen, die weniger als 1 GWh elektrische Energie im Jahr verbrauchen und damit nicht von der EEG-Umlage befreit werden, haben ein großes Interesse am Eigenverbrauch von Solarstrom. Fallende Zellpreise und höhere Energiedichte der Batterien sowie weiter gesunkene Kosten für PV-Strom bringen den Absatz von großen PV-Speichern in Schwung. Ein wesentlicher Aspekt ist ­dabei auch die Notstromfähigkeit der PV-Speicher.

 Bild 4: Die Lithium-Ionen-Batteriespeicher SRS2019 und SRS2028 finden vor allem im gewerblichen Bereich ihrne Einsatz

Bild 4: Die Lithium-Ionen-Batteriespeicher SRS2019 und SRS2028 finden vor allem im gewerblichen Bereich ihrne Einsatz; Quelle: ads-tec

Tesvolt stellte sein Container-Lithiumspeichersystem Tesvolt Power Storage (TPS) vor (Bild 3). »Der TPS ist unser Angebot an alle gewerblichen und industriellen Betriebe, die sich für einen Speicher ab 0,5 MW interessieren, aber bisher noch Bedenken wegen der Kosten oder der Aufstellung hatten. Durch die enorme hohe Leistungsdichte, die garantierten Ladezyklen und dem standardisierten einfachen Aufbau ist es eines der wirtschaftlichsten Systeme am Markt für Megawatt-Anwendungen«, so Tesvolt-Geschäftsführer Daniel Hannemann. Bei Leistungspreisen für Lastspitzen am Markt bei derzeit ca. 80 €/kW bis 140 €/kW oder die Vergütung von Regelleistungsbereitstellung von bis zu 160 €/kW lohnt sich die Anschaffung bei Amortisationszeiten von vier bis sechs Jahren.

Das StoraXe Produktportfolio »Home & Small Business« für Privathaushalte, Mehrfamilienhäuser sowie Betriebe, Gewerbe und öffentliche Einrichtungen präsentierte ads-tec mit seinen aktuell kleinsten 6-kW- bzw. 9-kW-Speichern sowie den 19-kW- respektive 28-kW-Systemen (Bild 4). Neu im Angebot ist ein mittelgroßes Speichersystem mit 47 kWh, das mehr Kapazität für Betriebe bereithält und die Lücke zwischen Kleingewerbe und Industrie schließt.

Durch die höhere Energiedichte mit großer Zyklenzahl und der konstant hohen Leistungsfähigkeit sind weitreichendere Nutzungskonzepte als die der einfachen Eigenverbrauchsoptimierung möglich. Dazu zählen beispielsweise das Schnellladen von Elektrofahrzeugen, die globale Vernetzung in Schwarmlösungen bis hin zur zentralen Anbindung an weitreichende Cloud-Dienste.

Bild 5: Der PowerBooster unterstützt das Schnellladen von Elektrofahrzeugen und wird als Grid-Service-Station für netzdienliche Zwecke eingesetzt

Bild 5: Der PowerBooster unterstützt das Schnellladen von Elektrofahrzeugen und wird als Grid-Service-Station für netzdienliche Zwecke eingesetzt; Quelle: ads-tec

Um die Kapazitäten für Schnell-Ladestationen zu verbessern, bietet der Hersteller das Outdoor-Batteriesystem »PowerBooster« als Leistungsverstärker im Verteilnetz (Bild 5). In komprimierter Bauweise liefert es hohe Leistungen an die angeschlossenen Schnell-Ladestationen, während mit niedriger Leistung am verfügbaren Netzanschlusspunkt Energie nachgeladen wird. Das spart nicht nur Zeit, sondern auch den Bau von Mittelspannungsanlagen, Baukostenzuschüsse oder Netzausbau.

Neben dem Einsatz in der Elektromobilität kann der PowerBooster auch als eine Station für Netzdienstleistungen (Grid-Service-Station) fast überall und direkt im Außenbereich aufgestellt und am 400-V-Verteilnetz angeschlossen werden. Weitere Funktionen wie Spannungshaltung, Verzögerung zur opti­malen Bandbreiten-Nutzung des Netzes, Frequenzregelung, Blindleistungserbringung oder Spitzenkappung sind möglich. Gerade bei temporär überlasteten Verteilnetzen aufgrund erneuerbarer Einspeisung sind diese netzdienlichen Leistungen gefragt, um bestehende Netze besser auszunutzen. Als Komplettlösung sind Umrichter, Temperaturregelung, Steuerungselektronik, Sicherheits- und Energiemanagementsystem integriert.

Energiemanagement meist extern

Bild 6: Der neue Sunny Home Manager 2.0 vereint die Funktionen »Leistungsmessung« und »Energiemanagement« in einem Gerät

Bild 6: Der neue Sunny Home Manager 2.0 vereint die Funktionen »Leistungsmessung« und »Energiemanagement« in einem Gerät; Quelle: SMA

Für die Erhöhung des Eigenverbrauchsanteils an Solarstrom und für netzunterstützende Funktionen müssen PV-Speicher in ein Energiemanagementsystem integriert werden. Dies erfolgt in der Regel immer noch durch externe Komponenten. Sehr erfolgreich am Markt etabliert ist dabei der Sunny Home Manager von SMA. Er wurde auf der Intersolar in einer neuen Version vorgestellt (Bild 6).

»Mit dem Sunny Home Manager 2.0 haben wir das intelligente Energiemanagement von SMA weiter vereinfacht«, erklärt Frank Blessing, Leiter der Produktentwicklung. »Bislang waren zwei Geräte für Datenerfassung und Steuerung notwendig. Der neue Sunny Home Manager 2.0 vereint diese Funktionen jetzt in einem Gerät und reduziert damit sowohl die benötigen Komponenten als auch den Installationsaufwand. Ebenfalls neu ist, dass Verbraucher jetzt über kostengünstige WLAN Standard-Funksteckdosen gemessen und gesteuert werden.«

Die Steuerung von intelligenten Verbrauchern über die direkte Datenverbindung mit dem EEBUS-Standard und weiteren Datenprotokollen ist weiterhin verfügbar. Das Gerät ist über die Ethernet-Verbindung mit dem lokalen Router verbunden, über den alle Datenströme im Haushalt laufen. Der Sunny Home Manager 2.0 kann für das Energiemanagement in neuen PV-Anlagen eingesetzt werden. Auch die Nachrüstung in bestehenden Systemen ohne Bluetooth-Kommunikation ist unter bestimmten Voraussetzungen möglich.

Bild 7: Die Blackline-Serie ist nun auch dreiphasig verfügbar und bietet alle Schnittstellen für das Energiemanagement

Bild 7: Die Blackline-Serie ist nun auch dreiphasig verfügbar und bietet alle Schnittstellen für das Energiemanagement; Quelle: E3DC

Als zentrale Steuerungseinheit plant das Gerät den Einsatz elektrischer Hausgeräte entsprechend der Verfügbarkeit von kostengünstiger Energie und ermöglicht so die optimale Nutzung von selbst erzeugtem Solarstrom. Er ermittelt die Leistung der PV-Anlage und erkennt zusätzlich das typische Verbrauchsverhalten im Haushalt. Auf Basis dieser Information erstellt der Sunny Home Manager einen Ablaufplan und startet z. B. Wärmepumpe, Waschmaschine oder Ladesäulen für Elektrofahrzeuge. Mit dem integrierten EEBus können kompatible Hausgeräte von Bosch und Siemens Hausgeräte (BSH) angesteuert werden.

Einen Speicher, der das Energiemanagement sozusagen mit an Bord hat, stellte E3DC mit dem Stromspeicher S10 Blackline vor (Bild 7). Das System regelt elektrische Lasten, die bei herkömmlichen Geräten wie Kaffee-Automaten oder einem E-Herd auftauchen können. Hierfür setzt der Hersteller eigene Leistungsmesser ein. Mit einem Eingangsstrom von 12 A wird der Speicher beladen.

Werkseitig besitzt die Blackline Schnittstellen zur Hausautomation (z. B. SG Ready, Modbus, KNX) und bietet die bewährten Features der Vernetzung (z. B. Wetterprognose), einen Touchscreen oder das Energieportal. Der DC-gekoppelte Energiespeicher, der Solarenergie bis 7,5 kW umwandelt, verfügt über eine Speicherkapazität von 6,9 kWh. Auf der Intersolar stellte E3/DC auch eine dreiphasige Version vor, die mit 10,56 kWh und 15,84 kWh Speicherkapazität eine Entladetiefe von 100 % und eine zusätzliche Eigenreserve von 8 % bietet. Die volle Kapazität ist garantiert entladbar und wird bei der Entladung gemessen. Die Geräte haben im direkten Vergleich zu bisherigen größeren Produktserien 14 % mehr nutzbaren Speicher.

Bild 8: Mit dem Energiemanager Q-Man lassen sich Strom- und Wärmeerzeuger mit deren Verbrauchern verbinden

Bild 8: Mit dem Energiemanager Q-Man lassen sich Strom- und Wärmeerzeuger mit deren Verbrauchern verbinden; Quelle: Q3 Energie

Bei Q3 Energie wurde das Q-Man Energiemanagementsystem vorgestellt. Im Zentrum des Systems steht ein Reiheneinbaugerät, das als zentrale Steuereinheit fungiert (Bild 8). Damit lassen sich herstellerunabhängige Lösungen zur Überwachung und Steuerung von Photovoltaikanlagen, Kleinwindkraftanlagen, BHKW und anderen regenerativen Energieerzeugern realisieren. Über das zugehörige Webportal können Anlagen online gesteuert und überwacht werden.

Der Eigenverbrauchsoptimierer verfügt über integrierte AC-Leistungsmesser und stellt eine Zentrale zur Steuerung aller energetischen Komponenten dar. Er wird im Installationsschrank unterhalb des Bezugs-/Lieferungszählers eingesetzt und kommuniziert über mehrere analoge und digitale Schnittstellen mit den relevanten Komponenten wie Verbrauchern von Wärme und elektrischer Energie sowie mit den meisten gängigen Wechselrichtern. Durch die geringe Baugröße soll laut Hersteller die Installation vereinfacht werden und durch die mitgelieferten Klappwandler die Leistungsmessung auch in engeren Schaltschränken möglich sein.

Bild 9: Das Energiespeichersysteme QBatt für Neuinstallationen und zur Nachrüstung bestehender Anlagen ist modular erweiterbar

Bild 9: Das Energiespeichersysteme QBatt für Neuinstallationen und zur Nachrüstung bestehender Anlagen ist modular erweiterbar; Quelle: Q3 Energie

Zusammen mit einem optional angebotenen Heizstab und dem gezielten Schalten von Verbrauchern und Erzeugern wird der Eigenverbrauch einer PV-Anlage optimiert. Zusätzlich kann der Q-Man mit Smart-Home-Komponenten wie Homeatic ausgestattet werden. Das Baukastensystem des Q-Man Energiemanagement-Systems ermöglicht es, diesen je nach Anforderungen und Bedürfnisse zusammenzustellen. Dazu verfügt der Energiemanager über drei Steckplätze für Erweiterungskarten, die zusätzliche Funktionen bieten wie beispielsweise Temperaturmessung, Relais, AD-Wandler, I/O-Ports und viele weiteren Schnittstellen.

So kann der ­Q-Man auch individuelle Lösungen im Bereich Homeautomation, Energiemanagement und Steuerungstechnik umsetzen. Weitere individuelle Anwendungsgebiete entstehen durch die Möglichkeit der Erstellung eigener Regelungsskripte.

Der Energiemanager Q-Man ist ebenfalls als Datenlogger-Variante verfügbar. Er ist darüber hinaus das Herzstück des von Q3 Energie angebotenen Speichersystems QBatt (1-/3-phasig) und ermöglicht eine nachträg­liche Installation des Speichers (Bild 9).

Sektorkopplung für höheren Eigenverbrauch

Bild 10: Der Ohmpilot dient zur Warmwasseraufbereitung und nutzt Stromüberschüsse, um Verbraucher wie Heizstäbe, Infrarot­heizungen oder andere Heizquellen zu versorgen

Bild 10: Der Ohmpilot dient zur Warmwasseraufbereitung und nutzt Stromüberschüsse, um Verbraucher wie Heizstäbe, Infrarot­heizungen oder andere Heizquellen zu versorgen; Quelle: Fronius

Große Potenziale für die effiziente Verwendung erneuerbarer Energiequellen liegen in der Zusammenführung von Elektrizität, Wärme und Mobilität. Dazu präsentierte Fronius auf der Intersolar mit dem System »Ohmpilot« eine Lösung zur Warmwasseraufbereitung (Bild 10). Private Betreiber einer Photovoltaik-Anlage können damit ihren Eigenverbrauchsanteil erheblich verbessern und Kosten sparen.

Die Energiemanagement-Lösung nutzt Stromüberschüsse, um Verbraucher wie Heizstäbe, Infrarotheizungen oder andere Heizquellen ohne Motor mit dem gerade vorhandenen Überschuss zu versorgen und den Betrieb mit Heizquellen wie zum Beispiel Wärmepumpen zu organisieren. Möglich ist dies durch die stufenlose Regelung von nahezu null bis 9 kW.

Bild 11: Der Smartfox Car Charger bietet zwei Betriebsmodi für das Laden von E-Fahrzeugen und wird vom Energiemanagement-Regler Smartfox Reg geste

Bild 11: Der Smartfox Car Charger bietet zwei Betriebsmodi für das Laden von E-Fahrzeugen und wird vom Energiemanagement-Regler Smartfox Reg geste; Quelle: Smartfox

Einen ähnlichen Ansatz verfolgt man bei Smartfox mit dem Energiemanagement-Regler Smartfox Reg. In erster Linie dafür ent­wickelt, um die Ladestation Smartfox Car Charger (Bild 11) zu steuern, kann das ­Managementsystem wenn das Fahrzeug unterwegs oder der Akku bereits voll aufgeladen ist, alternativ auch die Warmwasserbereitung oder eine Wärmepumpe mit überschüssiger Solarenergie versorgen.

Durch diese Regeltechnik lassen sich die Netzeinspeisung von Solarstrom deutlich ­verringern und der Eigenverbrauchsanteil steigern. Die Ladestation bietet eine Ladeleistung bis 22 kW und füllt die Batterien von Elektrofahrzeugen in Abhängigkeit von ihrer möglichen Ladeleistung. Standardmäßig verfügt die Ladestation über einen Typ-2-Stecker.

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