QUELLE: SMA. Ein schöner Sommertag

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2 QUELLE: SMA Ein schöner Sommertag

3 EEG Eigenverbrauchsregeln Seit 2009 kann der erzeugte Strom bei Anlagen bis 30 KWp (ab 2010 bis 500kWp, KWp) zum Eigenverbrauch genutzt werden. Bis zu einem Anteil von 30 Prozent am Eigenverbrauch gibt es nach der Neuregelung 12,36 Cent pro Kilowattstunde als Eigenverbrauchsbonus. Steigt der Anteil des Eigenverbrauchs auf über 30 Prozent, erhält der Betreiber für die zusätzlichen selbst verbrauchten Kilowattstunden sogar einen Bonus von 16,74 Cent. Werden die eingesparten Stromkosten mitgerechnet, liegt der Eigenverbrauchstarif damit um bis zu acht Cent pro Kilowattstunde höher als bei der Einspeisung. Anteil des Eigenverbrauchs 0-30% 30%-100% 1. Vergütungssatz für Eigenverbrauch (netto): 17,67 Ct./kWh 22,05 Ct./kWh 2. Nicht bezahlter Haushaltstrompreis (netto): 20,00 Ct./kWh 20,00 Ct./kWh Summe ,67 Ct./kWh 42,05 Ct./kWh Vergütung bei Netzeinspeisung (netto): 34,05 Ct./kWh 34,05 Ct./kWh Vorteil 3,62 Ct./kWh 8,00 Ct./kWh

4 Eigenverbrauchsanteil 15% 30% Anlagengröße 5000 Wp 5000 Wp Smart- Lastverschiebung 48% Prognostizierter Jahresertrag PV-Anlage 4750 kwh 4750 kwh Anteil Netzeinspeisung 4028 kwh 3325 kwh Vergütung Netzeinspeisung 1.160,52 955,61 Anteil Eigenverbrauch 712 kwh 1425 kwh 864KWh Vergütungssatz Eigenverbrauch 12,36 ct/kwh 12,36 ct/kwh 16,74 ct/kwh Vergütung Eigenverbrauch 88,00 176,13 144,63 Eingesparter Strom 712 kwh 1425 kwh 864Kwh Durchschnittlicher Haushaltsstrompreis in Deutschland 21,5 ct/kwh 21,5 ct/kwh 21,5ct/kWh Vermiedene Stromkosten 153,08 306,38 185,76 Ergebnis 1.401, ,12 Vorteil Eigenverbrauch im Vergleich zur Volleinspeisung pro Jahr 36,45 72,97 +41,13

5 Das EEG zum Problem der Netze Für Großanlangen ab 100 kwp ist Einspeisemanagement bereits heute verpflichtend. Ab 2012 gilt dies auch für PV-Anlagen geringerer Leistung. Dabei gilt für die hier betrachteten Anlagen ab 2012 eine Verpflichtung zur Fernabregelbarkeit oder eine 70-%-Kappung der Einspeiseleistung d.h. die Wechselrichter dürfen nur noch maximal 70% der Leistung der installierten Module haben. Laut der Deutschen Gesellschaft für Sonnenenergie könnte der Verlust für die Anlagenbesitzer dadurch bei etwa 3 8% liegen. In Mecklenburg mit 5KWp auf dem Dach währen das immerhin bis zu 115 /pa.

6 auch ohne EEG 100% Eigenverbrauch! Ein großer Markt für dezentrale Erzeugung Der größte Markt für dezentrale Speichersysteme! Quelle: FAZ

7 Warum Energie speichern? fluktuierendes/ nicht planbares Angebot an EE lokale Unterschiede zwischen erzeugter und verbrauchter Energie derzeitiges Netz nicht ausreichend weiterer Ausbau der EEG-Anlagen verspricht noch größere Probleme Anzahl der technischen Regeleingriffe steigt (nach EnWG 13 (2)) Speicher zur Erhöhung des Anteils der EE am Gesamtenergieverbrauch Jahr Arbeit (Reduzierungsaufrufe) Umspannwerk Perleberg 160 MWh MWh >11000 MWh* Jahresertrag einer WEA 2850 MWh 2850 MWh 2850 MWh Ertragslose WEA [Stk.] - 1 3,85 Investitionskosten WEA [Mio. EUR] - 1,2 4,6 Quelle: * 9200MWh bis 10/2011

8 Hochspannungsleitungen und Energieverbrauch in Deutschland Konzentration der Stromerzeuger führt zu Überlastungen der Netze Rot markierte Übertragungsnetze sind durch Einspeisung von Windstrom überlastet 31 % 18 % 51 % Quelle: IAEW, Prof. Haubrich Quelle: WiMi, Energieland Gesamtstrategie M-V 8

9 Möglichkeiten der Netzintegration Verringerung der Reduzierungsaufrufe Übertragungsnetzausbau Speicherung elektrischer Energie zentrale/ große Speicher dezentrale/ kleine Speicher

10 Allgemeine Anforderungen an Energiespeicher - hohe Energie- und Leistungsdichte - hohe Lebensdauer - hoher Gesamtwirkungsgrad - geringe Wartung - schnelle Ansprechzeit & geringe Anforderungen an Ladeverfahren & Ladeelektronik - weiter Betriebstemperaturbereich - geringes Sicherheitsrisiko Mechanische Energiespeicher Druckluftspeicher Pumpspeicherkraftwerk Schwungrad Elektrische Energiespeicher Kondensatoren Supraleitende Spulen Elektrochem. Energiespeicher Akkumulator (interner Energiespeicher) Akkumulator (externer Energiespeicher) Wasserstoff Methansynthese 10 (Wasserstoffmethanisierung)

11 Beispiele zentrale Speicher Bewag/ Berlin, 17 MW, 14 MWh Goldisthal, Thüringen MW, MWh Quelle: 11

12 Fragestellung: Smart Netzbelastung tägliche Preisschwankungen Speichertechnologien und Preisentwicklung EEG Eigenverbrauchsbonus Einspeisemanagement 70% Kappung harte Faktoren weiche Faktoren Sind dezentrale Kleinspeicher wirtschaftlich sinnvoll? ökologischer Kundenanspruch möglichst viel eigenen Ökostrom zu nutzen Unabhängigkeit von Versorgern und steigenden Preisen Netz- und Versorgungssicherheit (Haus USV)

13 Untersuchung dezentraler Speichereinsatz HIAT derzeit in Schwerin ca. 170 PV-Anlagen - gerade in Verbindung mit EFH: Stromerzeugung dann, wenn kein Strom benötigt wird - Standard Lastprofil (2010/ 2011) 4000 kwh Jahresverbrauch - Messdaten einer PV-Anlage (Schwerin Süd), 27kWp (Polykristallin) - Skalierung der Leistungsdaten auf 5 kwp - Saldierung Ertrags- und Lastprofil - Entwicklung eines Speichermodells inklusive Speicherlogik + Ziele: - planbare Einspeisung in das Netz - hoher Eigenverbrauch

14 Ertrags- und Lastprofil - EFH 5 kwp-pv-anlage mit 7 10 kwh Energiespeicher - Speicherleistung: 3 7 kw

15 Definition eines Kurzzeitspeichers Auslegung Speichers auf maximal 10 kwh/ EFH sinnvoll. Übergang in den Bereich Langzeitspeicherung aufgrund der großen Ertragsunterschiede Sommer/Winter nicht wirtschaftlich. akzeptable Systemgröße maximal das Volumen einer Waschmaschine Vernünftiger Systempreis maximal 50% der Solaranlage (7000 ). Lebensdauer und Amortisation 15 Jahre. Speichergröße in Kwh Speicherkapazität / Eigenverbrauch E3DC sieht das Optimum bei einer Speichergröße von 5,4kWh für einen Stromverbrauch von 4000kWh/a und 3,2kWp Quellen oder 7,2kWh bei 4,7kWp Quellen Eigenverbrauchsanteil

16 schwieriger Vergleich von Speichersystemen Pumpspeicher: nur 500 /Kwh Investition und 5ct/kWh Speicherkosten

17 Dezentrales Pumpspeicherwerk 5kWh

18 Kostenprognosen sind derzeit nur für Lithiumsysteme verwertbar

19 700 Kostenprognose Lithiumspeicher Zielpreis 2020: / kwh Quelle: Querschnitt verschiedener Untersuchungen Kostenprognose Gesamtsystem Systemkosten 5,4Kwh Systemkosten 7,2kWh Zyklenfestigkeit Quelle: eigene Berechnungen

20 Speicherkosten für 1kWh bei 80% DOD 0,50 0,45 0,40 0,35 0,30 0,25 0,20 Speichersystem 7,2kWh Speichersystem 5,4kWh 0,15 0,10 0,05 0, Berücksichtigt sind dabei Speicherverluste durch einen Wirkungsgrad von 90% sowie eine maximale Zyklenzahl von 3500 Zyklen (Amortisation 17,5-20Jahre) DOD = Depth of discharge

21 Wann lohnt es sich mit der Speicherung zu beginnen? Strombezugskosten brutto Einspeisevergütung netto Eigenverbrauschsvorteil >30% Speicherkosten MIN 5,4kWh Speicherkosten MAX 7,2kWh

22 Eine andere Wirtschaftlichkeitsbetrachtung Annahmen: 7,2kWh Speichersystem (Maximalversion), Jahresverbrauch 4750Kwh A: Erhöhung des Eigenverbrauchs von 30 auf 75% (Start: ) nach E3DC B: Nutzung des Speichers für % Zyklen pro Jahr % Zyklen pa. Systemkosten MAX

23 Simulation dezentraler Speicher mit Spitzenlastvermeidung

24 Zusammenfassung Dezentrale Speicherung in Lithiumbatterien kann schon in Kürze sinnvoll sein. Andere Speichersystem, wie Redox-Flow und H2 sind noch nicht aus dem Rennen, erlauben aber im Moment keine Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen. Bei den Betrachtungen zur Amortisation sind die wirtschaftlichen Auswirkungen bei Integration in smartgrids noch nicht berücksichtigt worden. Durch Verschiebung von Einspeisung und Bezug und durch das Bereitstellen von Regelenergie kann ein weiterer Nutzen generiert werden. Die politische Motivation für den Eigenverbrauch in Form des EEG dürfte aufgrund der wachsenden Probleme durch den, gegenüber dem EE-Wachstum verzögerten Netzausbau so lange erhalten bleiben, bis sie sich in 7-10 Jahren durch die grid-parity für das Gesamtsystem aus Solarerzeugung und Speicherung erübrigt hat.

25 Quelle SMA Wie sieht so ein System praktisch aus?

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