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Systemtechnik bringt Sektorkopplung voran

Mit Sonnenstrom fahren und heizen

Auf einen Blick Die Sektorkopplung übernimmt beim weiteren Ausbau der erneuerbaren Energien eine Schlüsselrolle. Neben Effizienzsteigerungen hat daher die Kommunikationsfähigkeit eine große Bedeutung

Über die Erhöhung des Eigenverbrauchs im privaten und gewerblichen Bereich hinaus, nutzt die PV-Branche im Kraftwerksbereich immer größere Speicher für das Leistungsmanagement
So stellte SMA den neuen »Sunny Boy Storage 3.7/5.0/6.0« vor (Bild 1). Der Batterie-Wechselrichter ermöglicht jetzt den Anschluss von bis zu drei Hochvoltbatterien. Steigt der Strombedarf – zum Beispiel für das Laden eines Elektrofahrzeugs oder die Anbindung einer Wärmepumpe – lässt sich das Speichersystem, dank des Multistring-Batterie-Wechselrichters, um eine weitere Hochvoltbatterie erweitern. Mit dem Gerät können Solaranlagenbetreibern den Eigenverbrauch ihres Solarstroms steigern und machen sich unabhängiger vom Energieversorger. Neben den drei Anschlussmöglichkeiten für Hochvoltbatterien unterschiedlicher Hersteller, die beim Einsatz von größeren Batterien auch parallel geschaltet werden können, verfügt der neue »große« Sunny Boy Storage auch über die integrierte Notstromversorgung
Bild 1: Der Sunny Boy Storage 3.7/5.0/6.0 Batterie-Wechselrichter der SMA Solar Technology AG (SMA) ermöglicht jetzt erstmals den Anschluss von bis zu drei Hochvoltbatterien
Bild 1: Der Sunny Boy Storage 3.7/5.0/6.0 Batterie-Wechselrichter der SMA Solar Technology AG (SMA) ermöglicht jetzt erstmals den Anschluss von bis zu drei Hochvoltbatterien
»Secure Power Supply«. Einzelne Verbraucher können damit auch bei Ausfall des öffentlichen Stromnetzes manuell weiter mit Solarstrom versorgt werden. Für noch mehr Versorgungssicherheit sorgt eine optional integrierbare Ersatzstrom-Funktion, die beim Ausfall des öffentlichen Netzes den gesamten Haushalt automatisch weiter mit sauberem Solarstrom versorgt. Als erster Batterie-Wechselrichter ist der Sunny Boy Storage 3.7/5.0/6.0 mit dem Service SMA Smart Connected ausgestattet. Solaranlagenbetreiber und Installateure können damit ein kostenfreies Monitoring und automatische Benachrichtigung im Servicefall nutzen.

»Mit dem neuen Sunny Boy Storage eröffnen wir Eigenheimbesitzern mit Solaranlage noch mehr Möglichkeiten bei der Nutzung von selbst erzeugtem Strom«, sagt Martin Rothert, Head of Product Group Residential und Commercial bei SMA. »Sie können das Speichersystem je nach Strombedarf erweitern und so den Anteil des Eigenstromverbrauchs weiter steigern. In Kombination mit dem intelligenten Energiemanager Sunny Home Manger 2.0 lassen sich die Energieflüsse im Haushalt intelligent steuern und die Stromkosten noch weiter reduzieren.«

Bis zu 30 kWh Batteriekapazität soll die

Bild 2: Der Hybridwechselrichter »Plenticore plus« ist in fünf Leistungsklassen zwischen 4,2 kW und 10 kW verfügbar
Bild 2: Der Hybridwechselrichter »Plenticore plus« ist in fünf Leistungsklassen zwischen 4,2 kW und 10 kW verfügbar
Weiterentwicklung des Hybridwechselrichters »Plenticore plus« von Kostal als rein AC-gekoppeltes System ermöglichen (Bild 2). Die Variante des Gerätes soll 2019 verfügbar sein. Hierbei können dann an die drei MPP-Tracker des Gerätes statt zwei Strings mit Solarmodulen und einer Batterie bis zu drei Batterien angeschlossen werden. So erhalten auch kleinere Gewerbebetriebe mehr Flexibilität beim Bau einer PV-Anlage, auch was die Nachrüstung von Bestandsanlagen betrifft.

Die Energiespeicher von Varta sind nun durch erweiterte Kommunikationsmöglichkeit Smart-Home-fähig (Bild 3). Die Kommunikation erfolgt bei den Energiespeichern über die Ethernet-Schnittstelle. Mit dem XML-Protokoll, das öffentlich zugänglich ist, können die Informationen aus dem Energiespeicher wie die Lade- und Entladeleistung visualisiert werden. Auf diese Weise hat man seine Produktions- und Verbrauchsdaten immer im Blick. Die Steuerung des Energiespeichers ist damit jedoch nicht möglich.
Bild 3: Die Energiespeicher von Varta können mit Komponenten und Systemen der Haus- und Energietechnik kommunizieren
Bild 3: Die Energiespeicher von Varta können mit Komponenten und Systemen der Haus- und Energietechnik kommunizieren
Um den Energiespeicher und damit verbundene Lasten- und Erzeugungsanlagen steuern zu können, wird das Modbus-Protokoll benötigt. Mit diesem können verschiedene Einstellungen an den Energiespeichern vorgenommen werden. Dazu gehört die Begrenzung der Lade- und Entladeleistung, um damit z.B. das wetterbasierte Laden zu ermöglichen. Auch die Reihenfolge, in der die einzelnen Geräte mit Energie aus dem Speicher versorgt werden, kann festgelegt werden.

Da solche Einstellungen unter Umständen weitreichende Auswirkungen auf die Funktion des Energiespeichers haben, wird das Modbus-Protokoll den Herstellern von Smart-Home-Anwendungen zur Verfügung gestellt. So kann sichergestellt werden, dass die Energie stets ökonomisch und effizient eingesetzt wird. Für die Einbindung der Energiespeicher in Cloud-Lösungen gibt es noch das P-Extra-Protokoll. Dieses ist jedoch den Energieversorgern vorbehalten, da damit der Netzbezug und die Netzeinspeisung gesteuert werden. So will der Hersteller gewährleisten, dass die gesetzlichen Regelungen hinsichtlich der Netzeinspeisung eingehalten werden.

Speicherbasierte 320-kW-Schnellladetechnik

Bild 4: Die speicherbasierte HPC »High Power Charging« bietet Schnellladetechnologie ­
für bestehende und künftige E-Fahrzeuge
Bild 4: Die speicherbasierte HPC »High Power Charging« bietet Schnellladetechnologie ­ für bestehende und künftige E-Fahrzeuge
In München stellte ADS-TEC seine speicherbasierte HPC »High Power Charging« Schnellladetechnologie für E-Fahrzeuge vor (Bild 4). Die Lösung umfasst das Batteriespeichersystem »HPC-Booster« – ein weniger als 2 m³ großes Komplettsystem inklusive Batterie, Umrichter, Klimatisierung, Steuerung, Energiemanagement, Security/Firewall und Kommunikationseinheit – sowie die Schnellladesäulen »HPC-Dispenser« für eine DC-Ladeleistung von bis zu 320 kW. Das nutzt das bestehende Verteilnetz und benötigt keinen Netzausbau. Es handelt sich dabei um eine Gemeinschaftsentwicklung mit der Porsche Engineering Group.
Bild 5: Die Energielösung »PowerBooster« wird als Mini-Containersystem für Schnelllade­stationen und als Quartierspeicher eingesetzt
Bild 5: Die Energielösung »PowerBooster« wird als Mini-Containersystem für Schnelllade­stationen und als Quartierspeicher eingesetzt
Eine weitere Energielösung zeigte der Hersteller mit seinem Outdoor-Batteriesystem »Power Booster« (Bild 5), das ebenfalls hohe Leistungen an Schnellladestationen liefert, während es mit niedriger Leistung am verfügbaren Netzanschlusspunkt nachgeladen wird. Dies vermeidet aufwendige Mittelspannungsanlagen oder teuren Netzausbau, und die kompakte Baugröße spart vielerorts Baukostenzuschüsse oder Baugenehmigungen. Speicherkapazitäten der Standardkonfigurationen decken Bandbreiten von 120 kW bis 240 kW ab.

Gleichzeitig kann der »PowerBooster« als Quartierspeicher eingesetzt, direkt im Außenbereich aufgestellt und an das 400-V-Verteilnetz angeschlossen werden. Netzdienliche Funktionen wie Spannungshaltung, Verzögerung zur optimalen Bandbreiten-Nutzung, Frequenzregelung, Blindleistungserbringung oder Spitzenkappung sind möglich. Energieversorger und lokale Netzbetreiber nutzen den »PowerBooster« bereits bei temporär überlasteten Verteilnetzen durch volatile Erzeuger und Verbraucher wie beispielsweise Photovoltaikanlagen und E-Fahrzeuge.

Kosten senken bei PV-Kraft­werken

Bild 6: Beim zweiseitigen Flachdachsystem D-Dome V sollen Kostenvorteile durch Materialoptimierungen noch mehr zum Tragen kommen
Bild 6: Beim zweiseitigen Flachdachsystem D-Dome V sollen Kostenvorteile durch Materialoptimierungen noch mehr zum Tragen kommen
Damit sich die Systemtechnik aus PV-Anlage, Speicher und Verbrauchern weiter durchsetzen kann, spielen weitere Kostensenkungen eine wichtige Rolle. Hier sind natürlich u.a. Innovationen im Montagebereich von Interesse. So stellte K2 Systems zwei optimierte Flachdachsysteme mit 10° Neigung vor. Das einseitige S-Dome V und das zweiseitige D-Dome V (Bild 6) kombinieren Vorteile, wie Stabilität und Einfachheit der Montage und liefern mit neuen Features Antworten auf die stetig wachsenden Herausforderungen der Märkte. Zu einem zentralen Feature gehört das neuartige schubweiche Auflage-Pad, die sogenannte »Mat V«.

Im Vergleich zu herkömmlichen Bautenschutzmatten verfügt die neue Matte über einen besseren Reibbeiwert und verhindert chemische Interaktionen mit der Dachhaut. Das Material EPDM sowie die Geometrie machen diese Eigenschaften möglich. Eine zweite Bautenschutzmatte mit Alu-Kaschierung ist somit nicht mehr notwendig. Außerdem kompensiert der Aufbau des Systems die Toleranzen auf dem Dach. Die beiden Flachdachsysteme sind zudem materialoptimiert und bieten nach Herstellerangaben angesichts steigender Aluminiumpreise einen Preisvorteil. Das passende Modulkabelmanagement für die neuen Flachdachsysteme S- und D-Dome V sowie für die Systeme S- und D-Dome Classic ist mit dem »Cable Manager« möglich. Der neue Kabelmanager kann an jede beliebige Kante wie beispielsweise dem Modulrahmen aufgesteckt werden. Die Kabel können dann ganz einfach zusammengefasst und so sicher befestigt werden.
Bild 7: Seine hohe Leistungsdichte ermöglicht beim Einsatz des Stringwechselrichters PVS-175-TL die Senkung von Installations- und Logistikkosten
Bild 7: Seine hohe Leistungsdichte ermöglicht beim Einsatz des Stringwechselrichters PVS-175-TL die Senkung von Installations- und Logistikkosten
Mit dem Stringwechselrichter PVS-175-TL stellte ABB ein Gerät für Freiflächen-Großanlagen mit einer Wirkleistung von bis zu 185 kW vor (Bild 7). Sein modularer Aufbau ermöglicht es, einen Kraftwerksblock mit bis zu 65 % weniger Wechselrichtern zu erstellen, da keine AC-Combiner-Boxen erforderlich sind. Dadurch soll ein Einsparpotenzial von bis zu 65 % bei den Logistik- und Installationskosten erreicht und die Stromgestehungskosten bei Großanlagen gesenkt werden. Der dreiphasige Wechselrichter bietet verbesserte digitale Funktionen und liefert bis zu 185 kVA bei 800 V AC sowie eine Leistungsdichte von 1,3 kW/kg.

Damit wird nicht nur der ROI von Freiflächen-Großanlagen verbessert, sondern es werden auch die Balance-of-System-Kosten für kleine und großflächige Freiflächen-PV-Anlagen gesenkt. »Die Nachfrage für höhere Spannung und höhere Leistungsklassen steigt stetig. Deshalb freuen wir uns, der Solarenergie-Industrie eine skalierbare und flexible Lösung anbieten zu können. Der Markt verlagert sich hin zu neuen Technologien, mit denen die Erzeugung von Solarenergie auf verlässliche, sichere und kosteneffiziente Weise gesteigert werden kann«, erklärt Martin Freyberg, Leiter des Solargeschäfts bei ABB in Deutschland.
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Dipl.-Kommunikationswirt Roland Lüders

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