Anwendung von PV-Batterie-Systemen in der Schweiz

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1 Anwendung von PV-Batterie-Systemen in der Schweiz Noah Pflugradt, Andrea Vezzini Berner BFH Fachhochschule Energy Storage Research Haute école Centre spécialisée bernoise Bern University of Applied Sciences

2 Hintergrund Die International Energy Agency hat verschiedene Arbeitsgruppen. Die BFH arbeitet unter anderem bei «Energy Conversation and Energy Storage» mit. Im Rahmen der Mitarbeit entsteht zur Zeit ein Überblick über die Energiespeichersituation in der Schweiz. Ziel ist eine Anlaufstelle für Interessierte und Forscher Hier Vorstellung erster Ergebnisse für PV-Batteriesysteme. 2

3 BFH Energy Storage Research Center (ESReC) One of the largest independent energy storage research centers for academic R&D activities available to the Swiss industry Testing and characterization of large capacity cells and modules and development of hardand software for complete battery and energy systems Use and test of energy storage systems for mobility applications to substitute nonrenewable fuels and reduce CO2 emission for all mobility carriers (land, air, sea) Manufacturing technologies for large lithium- Ion cells and modules for a cost effective production of the key components of electrical storage systems Use and test of PV integrated energy storage systems to enable the integration of new renewable energy sources and their impact on power quality and grid stability Application, test and development of decentralized and mobile fuel cell systems as a basis for long term storage of electrical energy. Integrated analysis of Innovation-ecosystems enabling the diffusion of battery storage systems as a means to manage the energy turn-around 3

4 Nutzen von PV-Batteriesystemen PV-Batteriesysteme dienen zur Verlagerung von Energie vom Tag in die Nacht. Aber: Verlagerung sollte nicht über mehrere Tage oder Wochen sein, da zu teuer. Gegenwärtig in der Schweiz im Allgemeinen noch nicht wirtschaftlich interessant Aber der Markt im Rest der Welt wächst rasant. 4

5 Auslegung von Batterien Faustregel: Für 1 MWh Verbrauch sind 1 kwp Solar und 1 kwh Speicherkapazität optimal. Wenn das System kleiner ist, sinkt die Eigenverbrauchsquote. Wenn das System grösser ist, sinkt die Auslastung. Es gibt eine sehr gute Studie dazu von der HTW Berlin / Prof. Quaschning. 5

6 Potential 6

7 Potentialabschätzung Speicherbedarf in der Schweiz Beispielbetrachtung für den Mit PV soll alles ausser der Wasserkraft gedeckt werden. 7

8 Zu verschiebende Energie Ziel: Deckung der Restlast durch PV mit Verschiebung über Speichersysteme Für den wären es ca. 18 GWh gewesen. Referenz: BFE Studie von 2013 sieht ca. 6 GWh als kostenoptimal. 8

9 Pumpspeicherkraftwerke Maximal zu verschiebende Leistung: 3.6 GW Mit den bereits geplanten aber noch nicht gebauten Kraftwerken könnte die Leistung voll abgedeckt werden. Kapazität für Pumpspeicher ist schwierig genau zu definieren und wenig Zahlen sind verfügbar. Laut BFE-Studie sollte die Kapazität ausreichen. Preise sind aber hoch. 9

10 Batteriespeicher Benötigt würden ca. 18 GWh Ca. 5 kwh / Schweizer Haushalt Gegenwärtig in der Schweiz kosten kleine Batteriesysteme CHF / kwh Tesla hat in Australien in 2017 eine kwh Batterie für 250 $ / kwh installiert. Prognostiziert sind Preise von 100 $ / kwh oder niedriger für Das wären dann ca. 50 CHF / Haushalt / Jahr für alle Energiespeicherkosten 10

11 Schweiz 11

12 Energiespeichersituation in der Schweiz PV-Batteriesysteme sind in der Schweiz bisher wenig verbreitet. Gegenwärtig kosten kleine Systeme in der Schweiz CHF / kwh. Das ist nur in Ausnahmefällen wirtschaftlich. Aber es werden immer mehr Projekte für Demonstrationszwecke oder Knowhow-Aufbau gebaut. Die Anzahl der Anbieter wächst langsam. Stückzahlen sind vermutlich in der Schweiz in 2017 noch nicht vierstellig. 12

13 Angebotene Kapazitäten Für die Schweiz wurden alle kommerziell angebotenen Systeme in einer Datenbank gesammelt. Rechts ist ein Überblick über die Kapazität. Typische Kapazitäten sind 2 bis 10 kwh Schweizer Durchschnittsverbräuche sind ca. 4-8 MWh/Jahr. 13

14 Auswertung 2 Ingesamt haben wir 49 Systeme gefunden. Viele Anbieter liefern alles von Mini- Systemen bis zu MWh-Containern. Es gibt keine echte Konkurrenz zu Li- Ionen-Systemen. Bleibatterien werden nicht angeboten. Anbieter Angebotene Systeme Akasol Gmbh 5 Fenecon / BYD 4 Fronius GmbH 6 Kostal AG 6 RCT Power GmbH 4 Sonnen AG 3 Tesla AG 1 Trina GmbH 10 Varta GmbH 10 14

15 Pilotprojekte 1 Brütten - Energieautarkes Haus LiIon 153 kwh Nutzbare Kapazität Zürich Batteriespeicher Pilot von EKZ LiIon 500 kwh Zürich / Volketswil Netzstabilisierung für EKZ LiIon kwh 15

16 Pilotprojekte 2 Gümligen Schulhaus Installiert von BKW 40 kwh Schweiz Ampard Netzstabilisierung 60 kwh Lausanne EPFL 500 kwh Batterie in Containern zusammen mit Romande Energie 16

17 Webseite Gegenwärtig ist die Webseite noch im Aufbau. Wir sammeln Informationen zu Pilotprojekten Kommerziell angebotenen Batterien Forschungsprojekten Und alles andere, was mit Energiespeichern zu tun hat. Wir sind dankbar für jeden Input Ziel: Übersicht über die gesamte Energiespeichersituation in der Schweiz für Forscher und Interessierte 17

18 Fazit Batteriespeicher sind ein starker Wachstumsmarkt. Optimal ist ca. 1 kwh Speicherkapazität / MWh Verbrauch und kw PV. Es gibt zunehmend Pilotprojekte in der Schweiz. Eine Verschiebung der Energiemengen im Sommer vom Tag in die Nacht ist realistisch und Abschaltung aller Kraftwerke über den Sommer wird bald möglich. Winter ist schwieriger. Die Kosten sind gegenwärtig noch hoch, aber sinken rapide. Wir sind dankbar für jedes Feedback und jedes Projekt für die Webseite: 18

19 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 19

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