Sonnenspeicher HOCHWERTIGE PHOTOVOLTAIK-SPEICHERLÖSUNGEN

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1 Sonnenspeicher HOCHWERTIGE PHOTOVOLTAIK-SPEICHERLÖSUNGEN

2 Speichern Sie sich Ihre Unabhängigkeit! Wer seinen eigenen Solarstrom erzeugt, hat sich bereits ein wertvolles Stück Unabhängigkeit vom Strommarkt gesichert. Mit einem Photo voltaik- Speichersystem können Sie diese Unabhängigkeit jetzt deutlich ausweiten: Die neuen Speicherlösungen machen bei privaten Photovoltaikanlagen eine Eigenverbrauchsquote und einen Autarkiegrad bis zu 80 Prozent möglich. Das heißt, Sie verbrauchen mehr von Ihrem Solarstrom selbst und müssen weniger Strom aus dem öffentlichen Netz beziehen. Wir von BayWa r.e. wollen mit diesen Seiten über die neuen Photo voltaik- Speicherlösungen informieren: Welche Systeme gibt es? Warum machen Speichersysteme Sinn und wann lohnen sie sich? Wie erhöhen sie die Eigenverbrauchsquote Ihrer Photovoltaikanlage? 2

3 Mehr Eigenverbrauch: Ein Gewinn für Alle Der Eigenverbrauch von Solarstrom ist heute attraktiver denn je. Die Photovoltaik entwickelt sich rasant: Die erzeugte Solarstrommenge ist im vergangenen Jahr in Deutschland auf etwa 35 Terawattstunden gestiegen. Die technologische Entwicklung hat Anlagenqualität und Leistung vorangetrie ben und zugleich sind die Preise von Solarstromanlagen enorm gesunken. In Deutschland in Privathaushalten erzeugter Solarstrom kostet zurzeit nur etwa 9 bis14 Cent pro Kilowattstunde. Für Netzstrom bezahlen Sie als Privathaushalt zwischen 25 und 30 Cent pro Kilowattstunde. Speisen Sie Solarstrom ins Netz ein, so bekommen Sie derzeit eine Vergütung von etwa 13 Cent pro Kilowattstunde je nach Anlagengröße und Zeitpunkt der Inbetriebnahme. Mit jeder selbst genutzten Kilowattstunde Ihres Solarstroms sparen Sie also Geld. Strompreisentwicklung in Deutschland Doch nicht nur das: Mit Solarstrom machen Sie sich langfristig unabhängig von steigenden Stromkosten. Um den Eigenverbrauch von Solarstrom deutlich zu erhöhen, bieten Photovoltaik-Speichersysteme, sehr effektive Möglichkeiten. Der Einsatz dieser neuen Photovoltaik-Speichersysteme wird seit 2013 mit einem Förderprogramm der Bundesregierung gefördert. Es soll den Einsatz von Speichersystemen und deren Weiterentwicklung unterstützen und weil die Speicher eine dezentrale Energieversorgung fördern die lokalen Stromnetze entlasten. Wird der Solarstrom-Eigenverbrauch erhöht, ist das natürlich auch für die Umwelt ein Gewinn: Je mehr Solarstrom produziert und verwendet wird, desto besser. Denn Solarstrom macht uns unabhängig von fossilen Brennstoffen und trägt mit jeder Kilowattstunde nachhaltig zur CO 2 -Reduktion bei. in EUR je kwh 0,36 0,35 0,32 0,28 0,28 0,24 0,20 0,16 0,12 Privat 0,08 0, Gewerblich Industriell Die Strompreisentwicklung in Deutschland in EUR je kwh Quelle: Eurostat 2012; Fraunhofer ISE 2012; IRENE 2012; RWE

4 Mit intelligenten Lösungen... Etwa 4000 Kilowattstunden Strom verbraucht ein durchschnittlicher Vier -Personen- Haushalt im Jahr. Dies entspricht einem Jahresenergieertrag von etwa 30 Quadratmetern Standard -Solarmodulen auf dem Dach eines Einfamilienhauses. Sie könnten also theoretisch ausreichen, um den Jahresstrombedarf einer vierköpfigen Familie zu decken: ein enormes Potenzial. NATÜRLICHER EIGENVERBRAUCH Eine klassische Privathaus- Solarstromanlage erreicht in der Regel von sich aus einen natürlichen Eigenverbrauchsanteil von etwa 25 bis 30 Prozent. Das liegt daran, dass die Solarstromerzeugung und der Stromverbrauch im Privathaushalt zeitlich sowohl im Tages- als auch im Jahresverlauf nur zum Teil übereinstimmen. Folgende Darstellung macht das deutlich: Sie zeigt Erzeugung, Verbrauch und den natürlichen Eigenverbrauch einer 5 kwp- Photovoltaikanlage und einer vierköpfigen Familie an einem wolkenlosen Sommertag. Leistung in W :00 3:00 6:00 9:00 12:00 15:00 18:00 21:00 0:00 PV-Erzeugung Verbrauch Eigenverbrauch INTELLIGENTES ENERGIEMANAGEMENT Die natürliche Eigenverbrauchsquote lässt sich deutlich steigern. Die einfachste Möglichkeit besteht in der Änderung des Nutzungsverhaltens: Wer mitdenkt und größere Stromverbraucher bewusst zu einstrahlungsstarken Zeiten einschaltet, kann den Eigenverbrauch um bis zu zehn Prozent anheben. Auch Monitoring -Lösungen helfen: Sie zeigen an, wie viel Solarstrom gerade produziert wird und wie hoch der Verbrauch ist. So kann man entscheiden, ob noch weitere Stromverbraucher eingeschaltet werden. Nochmals höhere Eigenverbrauchsquoten erreicht man mit Hilfe eines intelligenten Energiemanagements wie das von SMA: Der SMA Sunny Home Manager gibt dabei nicht nur Handlungsempfehlungen, sondern kann bei genügend Solarstrom über Funksteckdosen bis zu zehn Verbraucher automatisch anschalten. Erzeugung, Verbrauch und Eigenverbrauch eines Vier-Personen- Haushalts an einem wolkenlosen Sommertag Quelle: SMA Solar Technology AG Die Grafik zeigt, dass die Photovoltaikanlage mittags am meisten Strom produziert. Die Familie dagegen benötigt wie das grau bzw. grün dargestellte Lastprofil zeigt morgens, mittags und abends besonders viel Strom. So stellt sich natürlich die Frage nach den etwa 70 Prozent Energie, bei denen Erzeugung und Verbrauch nicht deckungsgleich sind. NEUE PERSPEKTIVEN MIT DEN PHOTOVOLTAIK- SPEICHERSYSTEMEN In Abhängigkeit von Speicher und Anlagengröße können sie bis zu 80 Prozent Eigenverbrauchsquote und Autarkiegrad erreichen. Die folgende Darstellung zeigt nochmals Erzeugung, Verbrauch und den Eigenverbrauch der vierköpfigen Familie und ihrer 5 kwp- Anlage an einem wolkenlosen Sommertag jetzt allerdings mit dem Einsatz eines Speichersystems. 4

5 ... zu mehr Eigenverbrauch Wussten Sie schon, dass 30 m ² Solarmodule den durchschnittlichen Jahresbedarf einer vierköpfigen Familie an Strom decken können? Leistung in W :00 3:00 6:00 9:00 12:00 15:00 18:00 21:00 0:00 PV-Erzeugung Batterie-Ladung Verbrauch Batterie-Entladung Eigenverbrauch Erzeugung, Verbrauch und Eigenverbrauch eines Vier-Personen-Haushalts mit PV-Anlage und Speichersystem an einem wolkenlosen Sommertag Quelle: SMA Solar Technology AG Dabei ist das Grundprinzip ganz einfach: Erzeugt die Solaranlage Strom, der nicht zeitgleich mit der Erzeugung verbraucht wird, wird der Strom in der Batterie zwischengespeichert. Wird mehr Strom benötigt als die Anlage gerade liefert, wird die in der Batterie gespeicherte Solarenergie entnommen und verwendet. Überschüssiger Solarstrom wird dabei wie bisher ins öffentliche Netz eingespeist. Außerdem helfen auch hier intelligente Energiemanagementsysteme, indem sie die Energieflüsse zwischen Generator, Verbraucher, Speichersystem und Einspeisung ins Netz gezielt und klug steuern. GELD VOM STAAT Seit 2013 fördert die Bundesregierung den Einsatz von Batteriesystemen für Photovoltaikanlagen mit einem Förderprogramm des Bundesumweltministeriums und der KfW Bankengruppe. Wenn Sie sich für ein neues Speichersystem entscheiden, können Sie mit einem Zuschuss von bis zu 660 Euro pro Kilowatt Leistung Ihrer Solarstromanlage rechnen. Die Förderung kann für Photovoltaikanlagen beantragt werden, die ab Januar 2013 installiert wurden und eine maximale Leistung von 30 Kilowatt haben. 5

6 Was gehört zu einem Photovoltaik-Speichersystem? Dann, wenn die Sonne scheint und Ihre Solarstromanlage viel Strom produziert, speichert der Akku im Photovoltaik- Speichersystem überschüssigen Solarstrom zwischen und gibt ihn in der Nacht oder in einstrahlungsschwachen Zeiten wieder ins Hausnetz ab. So speichern Sie sich Ihre Unabhängigkeit und können mehr von Ihrem Solarstrom selbst verwenden. Doch welche Unterschiede gibt es bei den einzelnen Systemen und Komponenten? Und was macht Qualität aus? NACHRÜSTEN ODER NEU BAUEN? AC- UND DC-GEKOPPELTE SPEICHER Photovoltaik-Speichersysteme werden in zwei Varianten eingeteilt je nachdem, ob die Batterie vor dem Wechselrichter (DC-gekoppeltes Batteriesystem) oder danach (AC-gekoppelt) an geschlossen wird. DC-gekoppelte Systeme beinhalten dabei den Wechselrichter und haben tendenziell höhere Wirkungsgrade. Allerdings sind sie nicht ganz so flexibel in der Kombination von Speicherund Generatorgröße. AC-gekoppelte Systeme können sowohl bei schon bestehenden Solarstromanlagen nachgerüstet, als auch bei Neuanlagen eingebaut werden. Dabei ist das Speichersystem meist unabhängig vom verwendeten Wechselrichter der Photovoltaikanlage. DIE KOMPONENTEN EINES PHOTOVOLTAIK- SPEICHERSYSTEMS Ein AC-gekoppeltes PV-Speichersystem besteht im Wesentlichen aus drei Komponenten: einem klassischen Wechselrichter, einem Batteriewechselrichter mit Laderegler und dem Batteriespeicher. Das DC-gekoppelte Speichersystem hat nur zwei Komponenten: den Wechselrichter mit integriertem Gleichstromwandler und Laderegler und den Speicher. Wechselstromverbraucher Gleichstromleitungen Gleichstromleitungen Solargenerator Solargenerator Wechselstromverbraucher Öffentliches Netz Einspeisezähler PV- Zähler Gleichstromwandler mit Laderegler Öffentliches Netz PV- Wechselrichter Zähler Einspeisezähler Hausanschluss Bezugszähler Batteriewechselrichter mit Laderegler Netzstrom Solarstrom Hausanschluss Batteriespeicher Bezugszähler Wechselrichter Netzstrom Solarstrom Batteriespeicher Schema einer netzgekoppelten Anlage mit DC-gekoppeltem Batteriespeicher Schema einer netzgekoppelten Anlage mit AC-gekoppeltem Batteriespeicher 6

7 Bei den Batterien oder eigentlich genauer den wiederaufladbaren Akkumulatoren eines Photovoltaik-Speicher - systems wird zwischen zwei Technologien unterschieden: den Lithium-Ionen-Akkus und den klassischen Blei-Akkus. Die Systeme unterscheiden sich dabei in der zu erwartenden Lebensdauer, der Entladungstiefe und ihrer Energiedichte. LITHIUM-IONEN-AKKUS Die Lithium-Ionen-Technologie ist im Vergleich zu Bleibatte rien deutlich jünger. Lithium-Ionen-Akkus sind im Ver - gleich leichter, haben eine höhere Energiedichte und brauchen somit weniger Platz. Die Entladungstiefe liegt abhängig vom gewählten System meist zwischen 80 und 100 Prozent, die realistische Zyklenzahl bei 5000 bis zu 7000 Zyklen. Pro Jahr sind ca. 250 Vollzyklen anzunehmen, d. h. bei 5000 Zyklen ist von einer Lebensdauer von 20 Jahren auszugehen. Ein Lithium-Ionen-Akku kann so einen höheren An schaf fungspreis über die längere Laufzeit meist ausgleichen. BLEIBATTERIE Die klassische Bleibatterie ist eine altbekannte, bewährte Techno logie und im Anschaffungspreis relativ günstig. Die Entladungstiefe liegt bei Bleibatterien üblicherweise bei 50 Prozent, die realistische Zyklenzahl also wie oft der Akku be- und entladen werden kann bei etwa 2500 bis 3000 Zyklen. Speziell die günstigen Anschaffungskosten pro kwh Speicherkapazität sind ein wesentlicher Vorteil von Bleibatterien. Werden die vorgegebenen Rahmenbedingungen für Blei batterien eingehalten, kann eine Lebensdauer der Blei-Akkus von bis zu zehn Jahren erwartet werden. Bei beiden Technologien arbeitet das Speichersystem mit einem integrierten Batteriemanagementsystem, das dafür sorgt, dass die Akkus optimal be- und entladen werden eine wichtige Voraussetzung für eine lange Lebensdauer Ihres Photovoltaik-Speichersystems. Von links nach rechts: Lithium-Ionen-Batterien von LG Chem und von Sony, Blei-Gel-Akkumulator von Hoppecke, Batteriemodule von VARTA. Unsere Qualitätsanbieter für Speichersysteme 7

8 Einfamilienhaus Freiburg 4,3 kwp Einfamilienhaus Pliezhausen 9,8 kwp Landwirtschaftlicher Betrieb Wangen 40 kwp WARUM QUALITÄT WICHTIG IST Photovoltaik-Speichersysteme werden in Zukunft mehr und mehr zum festen Bestandteil von Solarstromanlagen werden. Doch noch ist die Systemtechnologie jung. Wir setzen deshalb bei unseren Photovoltaik-Speicherlösungen auf hohe Wirkungsgrade und auf in ihren Kompetenzbereichen sehr erfahrene Hersteller: Firmen, die bei der Produktion größten Wert auf Qualität legen, auf hohem und aktuellem Forschungsstand fertigen und ihre Produkte ausführlichen Tests und Qualitätskontrollen unterziehen. Qualität und Produktionskompetenz ist bei Batteriespeichern grundsätzlich von enormer Bedeutung. Denn jede einzelne Batteriezelle zählt. Eine Batterie besteht aus mehreren in Serie geschalteten Zellen. Bereits eine fehlerhafte Zelle kann das gesamte Batteriemodul außer Funktion setzen. Die miteinander verschalteten Zellen müssen sich deshalb gleich und über Jahre hinweg stabil verhalten. Ein ausgereiftes Batteriemanagementsystem sowie höchste Qualität der Zellen sind dafür maßgebend. Nur so kann eine hohe Zyklenanzahl und eine lange Lebensdauer erwartet werden. 8

9 Unsere Photovoltaik- Speichersysteme im Überblick Wir von BayWa r.e. bieten für die unterschiedlichsten Anwendungsbereiche die für Sie genau passende Lösung. Wir führen ausschließlich Produkte, von denen wir überzeugt sind: Mit unseren mehr als 20 Jahren Erfahrung beraten, unterstützen und planen wir für Sie. Zum Nachrüsten Ihrer Photovoltaikanlage empfehlen wir die AC-gekop pel ten Systeme von SMA und VARTA Storage. Die Photovoltaik-Speicher systeme SMA Sunny Island und VARTA Storage ENGION FAMILIY sind sehr flexibel in der Batteriekapazität und unab hängig von der Größe und dem Alter Ihrer Solarstromanlage nachrüstbar. Bei neuen Photovoltaikanlagen können Sie sich sowohl für DC- als auch AC-gekoppelte Systeme entscheiden. KLEIN ODER GROSS: FÜR JEDEN DIE RICHTIGE LÖSUNG Von kleiner Speicherlösung bis zum größeren Speichersystem bei uns haben Sie die Wahl von Größen ab 2 Kilowattstunden bis zu mehreren hundert Kilowattstunden. Drei Beispiele: Der SMA Sunny Boy Smart Energy ist leicht, klein und sogar wandmontierbar. Er ist Wechselrichter und Speicher in einem Gerät. Mit effektiv 2 Kilowattstunden nutzbarer Speicherkapazität erhöht der Sunny Boy Smart Energy sehr effizient Ihre Eigenverbrauchsquote. Er ist optimal auf die Bedürfnisse einer privaten Photovoltaikanlage abgestimmt, ohne zu hohe Anschaffungskosten zu verursachen. Eine mit bis zu 12,4 Kilowattstunden deutlich größere nutzbare Speicherkapazität hat dagegen der ENGION FAMILY des Herstellers VARTA Storage. Er punktet unter anderem mit seiner Flexibilität. Der ENGION FAMILY funk tioniert nach dem Baukastensystem: Je nach benötigter Speicherkapazität werden im Gerät wie in einem Regal mehrere Batterie module miteinander kombiniert. Ganz einfach können später weitere Module nachgerüstet oder einzelne ausgetauscht werden. Eine sehr flexible Speicherlösung für neue und bestehende Photovoltaikanlagen bietet SMA: Das Flexible Storage System ist geeignet für Blei und Lithium-Ionen-Batterien, in vielen Speichergrößen von wenigen bis zu mehreren hundert Kilowattstunden erhältlich und für viele verschiedene Generatorgrößen einsetzbar. Das SMA Flexible Storage System kann optimal an das individuelle Lastprofil an gepasst werden. Es läßt sich ein- oder dreiphasig auf bauen und um eine Ersatzstromfunktion erweitern, die bei Netzausfall die elektrischen Verbraucher mit Strom versorgt. Ausserdem können auch andere AC- Quellen etwa ein Blockheizkraftwerk eingebunden werden. WELCHES SYSTEM IST FÜR SIE DAS RICHTIGE? Sprechen Sie uns an unser Vertriebsteam berät und unterstützt Sie gerne bei Fragen zu unseren Produkten oder zur Anlagenplanung. Von links nach rechts: Die Photovoltaik-Speichersysteme unserer Qualitätsanbieter SMA Sunny Boy 5000 Smart Energy (oben), SMA Sunny Island-Set (unten), VARTA Engion Family, KOSTAL PIKO BA und Fronius Symo Hybrid 9

10 Impressum Herausgeber BayWa r.e. Solar Energy Systems GmbH, Tübingen Konzept und Text BayWa r.e. Solar Energy Systems GmbH, Tübingen Gestaltungskonzept Strichpunkt GmbH, Stuttgart Berlin Layout und Satz Atelier Sternstein manufactur m, Stuttgart Druck MEOX Druck GmbH, München Mai 2015 BayWa r.e. Solar Energy Systems GmbH, Tübingen. Nachdruck, auch auszugsweise, nur mit vorheriger schriftlicher Genehmigung der BayWa r.e. Solar Energy Systems GmbH, Tübingen Irrtümer und Änderungen vorbehalten. Stand: Mai 2015 / ASc

11

12 BayWa r.e. Solar Energy Systems GmbH Eisenbahnstraße 150 D Tübingen Telefon Telefax solarenergysystems.baywa-re.com Vertriebsbüro Tübingen Welzenwiler Straße 5 D Tübingen Telefon Telefax Vertriebsbüro Duisburg Philosophenweg 21 D Duisburg Telefon Telefax Vertriebsbüro Nürnberg Wiesentalstraße D Nürnberg Telefon Telefax Vertriebsbüro Braunschweig Packhofpassage 3 D Braunschweig Telefon Telefax Anschrift und Telefon ab September 2015: Heinrich-Büssing-Ring Braunschweig Telefon Vertriebsbüro München Beethovenplatz 4 D München Telefon Telefax

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