IKZ-ENERGY Nr. 10-2013

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Sonnenenergie Photovoltaik „Engion Family“. Bild: Varta Microbattery Speichers abzuleiten, muss beachtet werden, dass beim Einsatz von LithiumIonen Batterien bis zu 90 % der Nennkapazität genutzt werden kann. Demgegenüber sollten Bleibatterien nur bis zu 50 % entladen werden. Für einen Verbrauch von 5000 kWh im Jahr ergibt sich insofern für eine LithiumIonenBatterie eine Nennkapazität von 6 bis 7 kWh und für eine Bleibatterie von ca. 10 kWh. Für die dezentrale Energiezwischenspeicherung bietet sich zunehmend die LithiumIonenTechnologie an. Diese Systeme erfüllen die für den Betrieb der PVAnlagen geforderten Anforderungen, wie eine zu erwartende Systemleistung mit hohen Ladezyklen von 20 und mehr Jahren. Zudem können diese Systeme nicht ausdünsten und sind platzsparender. Zur Definition der Lebensdauer eines Akkumulators müssen auch die kalendarische Lebensdauer und die Zyklenlebensdauer betrachtet werden. Die kalendarische Lebensdauer definiert, wie lange der Akku genutzt werden kann, bis die definierte Restkapazität des Akkus (z. B. 80 % der Ausgangskapazität) erreicht wurde. Mit der vom Hersteller genannten Zyklenlebensdauer wird dokumentiert, nach wie vielen Be und Entladevorgänge die Kapazität des Akkumulators auf einen bestimmten Prozentsatz der Anfangskapazität gesunken ist. Schwierig wird es, unterschiedliche Akkumulatoren miteinander zu vergleichen. Es gibt Produkthersteller, die eine Zyklenzahl bis 60 oder 70 % der Ausgangskapazität angeben. Eine höhere Zyklenzahl hat auf jeden Fall eine niedrigere nutzbare Kapazität zur Folge. Der Fachplaner bzw. So larteur sollte hier stets auf die Angaben der Datenblätter achten, d. h. bei welcher Restkapazität (%) der Hersteller die Zyklenzahl definiert hat. Die tatsächliche Lebensdauer hängt stark von der jeweiligen Anwendung ab. Sie kann aber über die kalendarische Lebensdauer und über die angegebene Zyk lenlebensdauer abgeschätzt werden. AC- oder DC-gekoppeltes Speichersystem Bei der Auswahl des Speichersystems muss darauf geachtet werden, ob seitens der Fachplanung AC oder DC gekoppelte Produkte verwendet werden. Bei einem ACgeführten System wird eine höhere Flexibilität erreicht und der Akkumulator separat über einen Wechselrichter und Gleichstromwandler ins Wechselstromnetz des Gebäudes integriert. ACgeführte Systeme sind mit mehreren Bezugsquellen, also auch mit dem Netz, verbunden. Ein wesentlicher Vorteil von ACgeführten Systemen liegt auch in der guten Kompatibilität mit PVWechselrichtern. Andererseits muss ggf. bei einem ACgeführten System ein Produktionszähler vor dem AkkuSystem installiert werden, damit der Nachweis geführt werden kann, dass kein Netzstrom geladen und als Solarstrom eingespeist wird. Bei einem DCgeführten System wird der Solarspeicher zwischen einem Gleichstromwandler und dem eigentlichen Wechselrichter integriert. Weil zwischenzeitlich der Eigenverbrauchsbonus entfallen ist, wird bei DCgekoppelten Systemen unter 10 kWh kein Produktionszähler mehr gefordert bzw. braucht dieser Zähler auch nicht mehr nachwiesen werden. Bei PVAn lagen mit einer Leistung über 10 kWh wird der Einsatz eines Produktionszählers deswegen erforderlich, weil ab 2013 nur 90 % der Solarleistung vergütet werden. Der besondere Vorteil dieser DCHochvoltsysteme liegt zudem auch darin begründet, dass in der Regel höhere Systemwirkungsgrade als in ACgeführten Systemen erreicht werden. Speicherung mit Blei- oder Lithium-Akkumulator? Bisher hat sich zur Solarstromspeicherung die Verwendung von Bleibatterien als billigste und technisch ausgereifte Lösung mit einem hohen Wirkungsgrad dargestellt. Das Ein und Ausspeichern der schwankenden Sonnenenergie erfordert eine hohe Anzahl an Ladezyklen, wodurch die Lebensdauer begrenzt wird. Bei einer Betriebszeit der PVAnlage von 20 Jahren muss mit 7000 Zyklen gerechnet werden. Da BleiAkkumulatoren in der Regel jedoch nur ein Drittel dieser Zyklen erreichen, muss während der Laufzeit von 20 Jahren mit einem ein oder mehrmaligen Austausch gerechnet werden. Der Nachteil liegt aber nicht nur in der geringen Lebensdauer, sondern auch im hohen Gewicht und der laufenden Wartungskontrolle. Konventionelle Bleiplatten Akkumulatoren mit verdünnter Schwefelsäure als Elektrolyt sind nicht wartungsfrei, ihr Säuregehalt muss regelmäßig geprüft und destilliertes Wasser ergänzt werden. Zudem besteht bei diesem Akkutyp die Gefahr einer Trennung von Säure und Wasser innerhalb der Batterie. Dieses kann bei niedrigen Temperaturen zum Gefrieren des Wassers und somit zum Platzen der Akkus führen. Aufgrund der bautechnischen Vorgaben an die Aufstellungsräume für Bleibatterien (AGIRichtlinien) erweist sich hier der Einsatz von BleiGelAkkumulatoren als vorteilhafter. Produkthersteller (Auszug) AC-netz integriert Die Kaco new energy, Neckarsulm, bietet zur Erweiterung bestehender PV Anlagen den neuen Solarstromspeicher und Energiemanagementsystem „Powador Gridsave eco flexible“ als ACgekoppeltes System an. Der kompakte Standardschrank vereint den Wechselrichter, den BleiGel Akkumulator und die Steuereinheit. Im Rahmen der RWE Home Power Produktionssparte hat die RWE Effizienz GmbH, Dortmund, die beiden PVBatteriespeichersysteme „RWE Storage compact“ 24 iKZ-energy 10/2013
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