Lithium Stromspeicher für gewerbliche und kommunale Anwendungen Von der Systemanforderung bis zur Umsetzung

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1 Lithium Stromspeicher für gewerbliche und kommunale Anwendungen Von der Systemanforderung bis zur Umsetzung 10. Bayerisches Energieforum Germering Volker Dietrich, VARTA Storage GmbH

2 Motivation / Inhalte VARTA Storage GmbH Motivation und Potentiale für Gewerbespeicher Systemanforderungen und Grundlagen Anwendungsbeispiele Zusammenfassung 2

3 VARTA Mehr als 130 Jahre Innovation Adolph Müller Elektrisches Die erste Mond- Wieder- Die VARTA- Die weltweit Die VARTA gründet Licht macht es Landung- aufladbare Volkswagen größte und Energiespeicher entwickelt Büsche & Müller möglich den Gefilmt mit einer Batterien für Forschungs- modernste VARTA element Lithium-Ionen in Hagen, der Nordpol zu Kamera Hörgeräte gesellschaft wird Produktion für werden Knopfzellen für Grundstein für erfoschen mit angetrieben von gegründet. Hörgerätebatterien vorgestellt tragbare die heutige Batterien von VARTA-Batterien wird gebaut. Anwendungen VARTA ist gelegt VARTA VARTA Storage wird gegründet 3

4 VARTA AG RETAIL OEM Powercaps Energiespeichersysteme & Batterie- Packs Industrielle Speicher / Großspeicher 4

5 Produktportfolio Stationäre Energiespeicher VARTA element 3,6,9 VARTA home VARTA one VARTA flex storage Markt Residential Residential Residential Commercial System Li-Ion Li-Ion Li-Ion Li-Ion KWh 3,2 / 6,4 / 9,6 2,8-6,9 3,7-13, (erweiterbar) 5

6 Motivation und Potentiale für Gewerbespeicher Energiewende benötigt Speicherkapazität als Flexibilitätsoption 33,4% des Stromverbrauchs durch Erneuerbare (12/2016) Installiert: Photovoltaik 40,9 GW, Wind 49,6 GW (12/2016) Leistungsbedarf Deutschland ca. 40 GW bis 80 GW (12/2016) Integration von Energiespeichern wird gefördert Bundesweit (KFW 275) und in diversen Bundesländern Batteriespeicherpreise sind bereits stark gefallen Vertragsende erster Photovoltaik EEG Anlagen ab

7 Motivation und Potentiale für Gewerbespeicher Im kommunalen Bereich bieten Gewerbespeicher folgende Vorteile: Wirtschaftlichkeit in Verbindung mit einer Eigenverbrauchsanlage Steigerung Autarkiegrad Unabhängigkeit von Preissteigerungen Steigerung regionaler Wertschöpfung Frühzeitiges etablieren von zukünftig notwendigen Fähigkeiten: System Know-how im Bereich komplexer, dezentraler Energieversorgungen Anbieten von Flexibilitätsoptionen, z.b. Regelenergie Marketing-Instrument für nachhaltige regionaler Energiepolitik Aktive Teilnehmer an der Energiewende Optionale Funktionen, wie z.b. solar unterstützte Notstromfunktion 7

8 Grundlage Energiespeicherung Quelle: KTBL 8

9 Grundlage Energiespeicherung Quelle: EuPD Research 9

10 Grundlage Energiespeicherung AC Kopplung DC Kopplung Quelle: KTBL 10

11 Speichersystem - wesentliche Einflussfaktoren Eigenverbrauch Generator Auslegung einfach und fehlertolerant: 1. Höchste Rendite bei hohem Eigenverbrauch 2. Stromgestehungskosten < 0,1 /kwh 3. Einspeisevergütung > 0,1 /kwh Wechselrichter WR Zähler Erzeugung Z2 Verbrauch Z1 Zähler EVU 11

12 Speichersystem - wesentliche Einflussfaktoren Eigenverbrauch + Speicher Generator Auslegung einfach jedoch weniger fehlertolerant: 1. Höchste Rendite bei hohem Eigenverbrauch 2. Stromgestehungskosten < 0,1 /kwh 3. Stromspeicherkosten sehr variabel 4. Einspeisevergütung > 0,1 /kwh Wechselrichter WR EMS BAT Speicher System Zähler Erzeugung Z2 Z3 Zähler Speicher Verbrauch Z1 M1 Zähler EVU Messstelle 12

13 Speichersystem - wesentliche Einflussfaktoren Elektrischer Lastgang (Beispiele für einen Tagesverlauf) 13

14 Speichersystem - wesentliche Einflussfaktoren Motivation des Kunden Primärenergieregel leistung (PRL) Generator Eigenverbrauch 1. Erzeugung-Lastgang definiert Leistung + Kapazität Wechselrichter Zähler Erzeugung WR Z2 EMS BAT Z3 Speicher System Zähler Speicher Verbrauch Solare Notstromversorgung 1. Erzeugung-Lastgang definiert Leistung + Kapazität 2. Leistung zusätzlich auf Anlaufströme zu optimieren 3. Kapazität definiert Autarkietage Z1 M1 Zähler EVU Messstelle Integration weiterer Erzeuger 1. BHKW erhöht Zyklenbelastung (z.b. > 6.000/20a) 2. Überlagerte Betriebsführung Peak Shaving 1. Erzeugung-Lastgang definiert Leistung + Kapazität 2. Leistung zusätzlich auf Spitzenverbrauch zu optimieren 3. Dauer der Leistungsspitzen definiert zusätzlich Kapazität 14

15 Speichersystem - wesentliche Einflussfaktoren Vorgehensweise Motivation des Kunden Lastgang (15min Auflösung) Anlage Größe, Ausrichtung, Neigung, Inbetriebnahme, Wechselrichtertyp Stromkosten Simulation und Präsentation der Ergebnisse als Basis für eine Kundenentscheidung 15

16 Speichersystem - wesentliche Einflussfaktoren Weitere wesentlich Kriterien Aufstellort Lithium: trocken, 10 C - 30 C, verschließbar Zentraler Netzanschluss Das Sicherheitskonzept des Hersteller Erreichbarkeit und Verlässlichkeit der Hersteller Service Support Kosten für Transport, Aufbau und Inbetriebnahme hinterfragen 16

17 Energiespeichersystem VARTA flex storage Leistung und Kapazität der Systeme lassen sich individuell an die jeweiligen Anforderungen anpassen Energie Leistung Zellchemie 26 kwh 780 kwh (kaskadierbar) 20 / 36 / 80 / 120kW (kaskadierbar) Lithium Eisenphosphat (Leistungszelle) bzw. Lithium NMC (Energiezelle) Eigenverbrauchserhöhung Optionale Funktionen Inselnetz (Schwarzstartfähig) Externe Leistungsvorgaben (kundenseitiges EMS) Peak Shaving Frequenzabhängiger Lade- Entladebetrieb (PRL) _Technisches_Datenblatt_flex_storage_P.pdf _Technisches_Datenblatt_flex_storage_E.pdf 17

18 Energiespeichersystem VARTA flex storage Kundenanlage, Escatronic Leistung/Energie: 36 kw / 52 kwh Elektrochemie: LiFePO4 Anwendung: Erhöhung des - Eigenverbrauchs Branche: Industrie, Herstellung elektronischer Bauteile und Komponenten Region: Sarstedt / Hannover Inbetriebnahme: Dezember 2016 Durch unser VARTA flex storage P System können wir unsere Eigenverbrauchsquote und Autarkiequote maximieren, so dass wir in einer Woche Mitte April bereits eine Autarkiequote von 90% erreichen konnten. Michael Rudolph, Gesellschafter Escatronic 18

19 Pflegedienst - EV Flottenbetreiber Generator A (7,2kW) Süd, 40 B (7,2kW) Süd, 15 C (10kW) 4x4 kw = 16 kw (Notwendig um Vormittagsverbrauch in 3h Ladezeit darzustellen) kwh (H0 Profil) Auto 1 Auto 4 Wechselrichter WR WR Verbrauch VARTA flex storage BAT WR WB1 WB4 Zähler Erzeugung Z2 ZM1 Zähler Speicher Z3 Z4 ZEV1 ZEV4 0,22 /kwh (netto) Z1 M1 UV Netz Netzanschluss 40kW Grenzwertig wenn: Flottenerweiterung Ladeleistung erhöht Erweiterung Carport Zähler EVU Messstelle 5x10 mm^2, ca. 30 kw Grenzwertig wenn: Flottenerweiterung Ladeleistung erhöht Erweiterung Carports Upgrade 2020 auf > 10 Autos im Fahrzeugpool zu erwarten 19

20 Pflegedienst - EV Flottenbetreiber 20

21 Pflegedienst - EV Flottenbetreiber km Verbrauch Gesamtverbrauch (H0+EV) Vermiedener Bezug (Mittelwert über 20 Jahre) Voll-Zyklen Jahre 24,4 kwp 75 kwh kwh/a 24,4 kwp ohne Speicher kwh/a kwh/a Eigenverbrauch 90,1 % 45.8 % Autarkie Gesamtverbrauch (H0+EV) Vermiedene CO2 Emissionen Gefahrende ca. 4x61 km x2 Schichten green kwh/100 km 50,4 % 25,6 % kg kg km/a km/a km/a + planbare Energiekosten + Nachhaltigkeit + Marketing-Instrument + hohe Innovationskraft + Potential zur Erweiterung 21

22 Zusammenfassung Energiespeicher für gewerbliche Anwendungen sind bereits marktreif Das System muss auf die Anwendung des Kunden ausgelegt werden Vergleichen Sie nur vergleichbares am besten schlüsselfertige Systeme Sicherheit und Qualität sind entscheidend für Ihr Ergebnis Wählen Sie eine Hersteller mit kompetentem Service auch nach der Installation VARTA bietet sowohl flexible Systeme mit vielen Leistungs- und Kapazitätsabstufungen und unterschiedlichen Zellchemien und Eigenschaften an. VARTA setzt bereits erste Gewerbespeicher für kommunale Anwendungen um 22

23 Kontakt VARTA Storage GmbH Nürnberger Straße Nördlingen Volker Dietrich Sales phone: