Feldtesterfahrungen mit dezentralen Batteriespeichern. Batterien als Energiespeicher

Transkript

1 Feldtesterfahrungen mit dezentralen Batteriespeichern Batterien als Energiespeicher

2 Der Dachs. Die Kraft-Wärme- Kopplung Einfach Energie speichern...

3 Der Dachs. Die Kraft-Wärme- Kopplung... mit dem EES Kraft-Paket.

4 Ablauf auf einen Blick Vorstellung der EES Effiziente Energiespeichersysteme GmbH Stromspeicher: Eigenschaften und besondere Merkmale Abgeleitet aus den Praxiserfahrungen Hardware Steuerung Batterie (Pb, LI) Wechselrichter Wirtschaftlichkeit Märkte, Zielgruppen und Ihre Vermarktungsmöglichkeiten Zusammenfassung

5 EES Effiziente Energiespeichersysteme GmbH Karlsbader Str Breitenbrunn Gegenstand des Unternehmens: Entwicklung, Herstellung und Vertrieb von Stromspeicher-systemen sowie deren Ersatzteile, Service und Wartungsarbeiten. Geschäftsführer: Dr. Ing. Ronald Neubert

6 Einleitung Lastfluss 380/110 kv 380/220 kv 220/110 kv 110/10(20) kv 10(20)/0.4 kv

7 Einleitung 380/110 kv 380/220 kv 220/110 kv 110/10(20) kv 10(20)/0.4 kv

8 Speicherpotenzial kwh Einleitung Dachs BHKW 5,5 kwel 12,5-14,8 kwth Asynchrongenerator ɳ = 88% - 99% 6000 P [W] Verbrauch Dachs PV PV-Anlage 5 kwp Südausrichtung 30 Haushaltslast 8000 P [W] :00 4:00 8:00 12:00 16:00 20:00 0:00 bil. Leistung bil. Energieinhalt 20,00 15,00 10, ,00 Speicherpotential 0 0,00 0:00 4:00 8:00 12:00 16:00 20:00 0: ,00

9 Simulation mit mobilen und stationäres Speicher 4,0 3,5 3,0 2,5 300 [A] , ,5 1,0 0, ,0 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 [h] 2,5 (f ile LiFePO_1_00.pl4; x-v ar t) m:soc v :SRCVLT- Simulationsergebnis einer factors: 2,78E offsets: 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 LiFePO4 Zelle [h] 24 (f ile Lade- LiFePO_1_13.pl4; x-v und ar t) c:ilst Entladeströme -XX0043 c:ist -XX0008 mobiles und factors: 2,78E offsets: 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 stationäres Speichersystem 1,0 0,8 Simulation als zur Vorbetrachtung von Steuerungsszenarien 0,6 0,4 0,2 0, [h] 24 (f ile Ladezustand LiFePO_1_13.pl4; x-v ar t) m:soc m:soc1 mobiles und stationäres factors: 2,78E offsets: 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 Speichersystem

10 Anforderungen abgeleitet vom BHKW Brennstoff Kaltwasser Steuer- und Schaltschrank Warmwasserspeicher EVU Netz BMS Elektr. Energie Dachs BHKW Warmwasser HP

11 Anforderungen abgeleitet vom BHKW Grundsätzliche Vorgabe: Energiewandlung Energiespeicherung Intelligente Steuerung zur Speicherbewirtschaftung Netzersatzfunktion für BHKW USV mit Speichersystem Lastmanagement BHKW Messungen: Anlaufversuch Weitere Vorgaben: Entlastung der öffentlichen Netze Steigerung der Wirtschaftlichkeit

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18 Der optimale Stromspeicher 18 kw DC/AC 5 kwp 38 kwh 33 kwh 20 kw DC AC

19 Der optimale Stromspeicher

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21 Hardware phasige Wechselrichter Messwandler Anschlussschienen DC Klemmschienen N und PE Anschlussklemmen externe Geräte Programmierbare Steuerung 24 V Stromversorgung Solid State Relais Hilfsrelais Leitungsschutzschalter Hilfsschütze NA-Schutz Klemmschiene für interne Verdrahtung Schaltschrank Temperaturüberwachung

22 Hardware Modularer Einsatz von Wechselrichtern GMDE Bidirektional Einspeisen ins EVU ohne Netzersatzfunktion Galvanisch getrennt System kaskadierbar Victron Bidirektional Überlastfähig (Dachs) Netzersatzanlagen Galvanisch getrennt System kaskadierbar [Quelle:] [Quelle:]

23 Hardware Umschaltzeit - Netzersatzfunktion t 3 ms

24 Speicher Modularer Aufbau erlaubt Einbindung verschiedenen Energiespeichersysteme Typ Bisher erfolgreich eingebundene Systeme Blei-Säure OPZS und OPZV LiFePO4 Redox-Flow Zyklen 3000 bei 50DoD 5000 bei 70DoD unbegrenzt Energieinhalt 20,1 kwh 14,4 kwh 130 kwh Spannung 48 V 51,2 V 48 V Max. Entladestrom 450 A 600 A (2C) 1,2 ka (30 Sek. = 4C) > 1kA Ladestrom 20 A/100 Ah 300 A (1C) k.a

25 Vergleich zu Lithium vs. Supercap Supercap Lithium Ladezeit < 60 s ca. 1 h Ladestrom bis 80 A ca. 5 A Zyklen (Laden/Entladen) ~ ~5.000 Zellspannung 2,3 2,7 V 3,6 3,7 V Energieinhalt [Wh] 0,4 33,3 Energiedichte [Wh/kg] 5,6 125,6 Lebensdauer Jahre < 10 Jahre Kosten pro Wh ca. 20 ca. 1

26 Sicherheitstests Abb.: Störfallverhalten I: Überladung LiFePo 4 Abb.: Störfallverhalten II: Nagel-Test LiFePo 4 Höchste Anforderungen am Batteriemanagementsystem (BMS) : Spannungsüberwachung Genaues Entlade- und Lademanagement Temperaturüberwachung Abb.: Störfallverhalten III: Überladung LiFePo 4

27 Das Elektroauto ca. 42 Mio. PKW derzeit mit ca km / a 2020 Ziel der Bundesregierung: 1 Million E-Fahrzeuge Annahme: 20 kwh pro 100 km (incl. eta) 10 Mio. E-Fahrzeuge: 23,2 TWh zusätzlich 40 Mio. E-Fahrzeuge: 92,8 TWh zusätzlich Rein energetische Bilanz ohne zeitlichen Bezug! 20 kwh Ladezeit 1 h Leistung 20 kw Ladezeit 4 h Leistung 5 kw Wunsch: Ladezeit 5 min Leistung 240 kw 11,6 Mrd km elektrisch 2,32 TWh / a zusätzlich 2,32 MWh / a PKW Kleiner Ortsnetztrafo im 10kV-Mittelspannungsnetz für 1 PKW! Schnellladung ist durch Akku und Ladeelektronik begrenzt!

28 Speichersystem mit 20 kwh Energieinhalt Wärmepuffer Batteriesystem Steuerungsschrank Feldtestanlage in Darmstadt mit 20,1 kwh OPZS

29 Wirtschaftlichkeit? Wärmepuffer Batteriesystem Steuerungsschrank Feldtestanlage in Darmstadt mit 20,1 kwh OPZS

30 Wirtschaftlichkeitsvergleich mit und ohne Stromspeicher

31 Wirtschaftlichkeitsvergleich mit und ohne Stromspeicher

32 Wirtschaftlichkeitsvergleich mit und ohne Stromspeicher

33 Wirtschaftlichkeitsvergleich mit und ohne Stromspeicher

34 Märkte, Zielgruppen und Ihre Vermarktungsmöglichkeiten

35 Kraft-Wärme-Kopplung - SenerTec Privat > Privat und Gewerbe Zielgruppe: Kleine und mittelständische Unternehmen Marktvolumen pro Jahr: KW el. Ersatz und Nachrüstung 1 KW el. Ersatz und Neubau 5,5 KW el. Ersatz, Unterstützung und Neubau 11-16,5 KW el. Ersatz, Unterstützung und Neubau > 20 KW el. Ersatz, Unterstützung und Neubau EES Kraft-Paket: Sichere Netzersatz-Stromversorgung und Erhöhung des Eigenverbrauchs neue Eigenschaften neue Anwendungen (Banken und Sparkassen, Rechenzentren, Landwirte,...) mehr Partner (Elektrohandwerk) bessere Position im Wettbewerb - Alleinstellungsmerkmale zusätzliches Geschäft und mehr Dachs-Anlagen

36 Dachs- Anlagen in Deutschland Der Dachs. Die Kraft-Wärme- Kopplung

37 Fotovoltaik-Anlagen Markt Erhöhung des Eigenverbrauchs, verbesserte Wirtschaftlichkeit der Eigenerzeugungsanlage, Unabhängiger von staatlichen Förderungen wie z.b. dem Wegfall oder der Absenkung der EEG-Vergütung, Nutzung von Überschussstrom in Wärmespeichern, Netzersatzfunktion bei Stromausfall, Aufnahme von Netz-Überkapazitäten im Batteriespeicher und/oder Wärmespeicher (Heizstab), Kontrollierte Einspeisung in Zeiträumen mit max. Vergütung.

38 Klein-Windkraftanlagen:

39 Energieversorger und Netzbetreiber Netzstabilisierung, Aufnahme von Netz-Überkapazitäten im Batteriespeicher und/oder Wärmespeicher (Heizstab), Kontrollierte Einspeisung in Zeiträumen mit Engpässen.

40 Zuammenfassung Strom selbst herstellen ist leicht...

41 Jetzt kann jedes Haus bei Heizen Strom erzeugen. Der Dachs. Die Kraft-Wärme- Kopplung

42 ... und mit dem EES Kraft-Paket bleibt er auch im Haus.

43 Strom fürs Licht und zum Kochen.

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48 Es gibt nichts Gutes. Außer man tut es. Erich Kästner