Markt- und Technologieentwicklung dezentraler Solarstromspeicher und deren Einsatzmöglichkeiten

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1 Batteriealterung Batteriemodelle Batteriediagnostik Batteriepackdesign Elektromobilität Stationäre Energiespeicher Energiesystemanalyse Markt- und Technologieentwicklung dezentraler Solarstromspeicher und deren Einsatzmöglichkeiten Energieberatertag Saar , Saarbrücken Jan Figgener, David Haberschusz, Kai-Philipp Kairies, Dirk Uwe Sauer Lehrstuhl für Elektrochemische Energiewandlung und Speichersystemtechnik

2 RWTH Aachen: Im Herzen Europas ~ Studenten ~ Wissenschaftler und Professoren 2

3 Weltweit führend in Batterieforschung Der Lehrstuhl für Elektrochemische Energiewandlung und Speichersystemtechnik ist Europas größte öffentliche Forschungseinrichtung für Batteriespeichersysteme. Über 80 Wissenschaftler Über 80 Bachelor- und Masterstudenten Über 600 Batterietestkreise bis zu 240 kw Drei Forschungsgruppen decken die gesamte Wertschöpfungskette von modernen Speichern ab: Modellierung und Lebensdaueranalyse Batteriesystemtechnik und Fahrzeugintegration Netzintegration und Speichersystemanalyse Vorbereitung einer Li-Ionen Batteriezelle Der Lehrstuhl bildet durch 6 Vorlesungen und Seminare zum Thema Batteriespeichersysteme an der RWTH Aachen die nächste Generation Batteriespezialisten aus. Batterieprüfequipment am Institut 3

4 Weltweit führend in Batterieforschung 4

5 2015: Mehr PV-Speicher als Elektroautos in Deutschland [1] [2] Neuzulassungen von Elektrofahrzeugen Ca installierte PV-Speicher [1] [2] 5

6 2016: Doppelt so viele PV-Speicher wie Elektrofahrzeuge [1] [1] [14] [2] Neuzulassungen von Elektrofahrzeugen Ca Neuinstallationen von PV-Speicher [1] [2] 6

7 Motivation: Steigerung des Eigenverbrauchs Verfügbarmachung von Solarstrom abends/nachts Absicherung gegen steigende Strompreise Eigener Beitrag zur Energiewende $$ Bild: ayutaroupapa - Fotolia.com 7

8 Jahresbericht zum Speichermonitoring Ergebnisse des Jahresberichts entsprechen den heute gezeigten Analysen PDF Version zum freien Download auf 8

9 Förderprogramm für Speicher auf Bundesebene Förderung von netzdienlichen PV-Speichern durch KfW-Bank und BMWi [2] 10 Jahre Zeitwert- Ersatzgarantie [1] Begrenzung der maximalen Einspeiseleistung auf 50 % [1]: [2]: Fördervolumen: 30 Mio von 2016 bis 2018 Aktuelle Förderquote: 16 % (degressiv) 9

10 Agenda Marktentwicklung Volumen und Verteilung Systemdesign Preise und Marktanteile Energieflüsse Erzeugung und Verbrauch Volkswirtschaftliche Effekte [2] Hochauflösende Vermessung Batterieeffizienz Belastungen und Wirkungsgrade Ramping 10

11 Kumulierte Anzahl Entwicklung installierter PV-Speicher in Deutschland (Stand: April 2017) Schätzung Zeit * Auswertung bis April

12 Anzahl Neuinstallationen Neuinstallationen PV-Speicher (Stand: April 2017) Zeit * Auswertung bis April

13 Verteilung deutscher Solarstromspeicher (Verteilung nach KfW-Anteil, Stand: April 2017) Absolute Anzahl (insgesamt ca Systeme) Pro Haushalte 13

14 Anteil Neuinstallationen [%] Batterietechnologien KfW-geförderter Solarstromspeicher Halbjahr *H1 13: Wenige Daten *H1 17: Auswertung bis April

15 Durchschnittliche Batteriekapazität [kwh] Entwicklung der mittleren Speicherkapazitäten * *H1 17: Geringe Anzahl an Bleisystemen 15

16 Entwicklung der Endverbraucherpreise (Systempreise inkl. MwSt.) Preis pro nutzbare Kilowattstunde [ /kwh] Halbjahr * H1 13: Wenige Systeme * H1 17: Wenige Bleisysteme und Auswertung bis April

17 Marktanteil nach KfW-Förderung [%] Marktanteile KfW-geförderter Solarstromspeicher (Mai 2013 bis April 2017) Sonnen DEV E3/DC SMA LG Samsung Nedap Fronius IBC VARTA Hersteller 17

18 Anteil [%] Motivation der KfW-geförderten Käufer 18

19 Erfahrungen der KfW-geförderten Käufer *Auswertung bis April

20 Wirtschaftliche Erwartungen der KfW-geförderten Käufer *Auswertung bis April

21 Agenda Marktentwicklung Volumen und Verteilung Systemdesign Preise und Marktanteile Energieflüsse Erzeugung und Verbrauch Volkswirtschaftliche Effekte [2] Hochauflösende Vermessung Batterieeffizienz Belastungen und Wirkungsgrade Ramping 21

22 Anteil [%] Verteilung der PV-Erzeugung pro kwp Jährliche PV-Erzeugung [kwh/(kwp*a)] Info: Ca. 50 % der PV-Erzeugung wird lokal verbraucht (Eigenverbrauchsquote) 22

23 Anteil [%] Verteilung des Stromverbrauchs der Haushalte Jährlicher Stromverbrauch [kwh/a] Info: Ca. 60 % des Stromverbrauchs wird vom PV-Speicher gedeckt (Autarkiegrad) 23

24 Direkte Effekte eines vermehrten Eigenverbrauchs von Solarstrom auf Steuern und Umlagen Wahl der Besteuerung bei Installation Kleinunternehmerregelung Regelbesteuerung Umsatzsteuer auf Kauf der PV-Anlage und des Speichers Umsatzsteuer auf Eigenverbrauch und Einspeisung 24

25 Monetärer Betrag [Mio. ] Direkte Effekte auf Steuern und Umlagen Kleinunternehmerregelung (jährlich) Vergleich 2014,

26 Monetärer Betrag [Mio. ] Direkte Effekte auf Steuern und Umlagen Regelbesteuerung (jährlich) Vergleich 2014,

27 Agenda Marktentwicklung Volumen und Verteilung Systemdesign Preise und Marktanteile Energieflüsse Erzeugung und Verbrauch Volkswirtschaftliche Effekte [2] Hochauflösende Vermessung Batterieeffizienz Belastungen und Wirkungsgrade Ramping 27

28 Installation der ersten hochauflösenden Messsysteme 20 Systeme im Feld! 28

29 Installation Senec Home G2 100 Mio. Datenpunkte pro Tag! 29

30 Batterieeffizienz [%] Effizienz der Batterien über Messzeitraum Energie: Output / Input Messung an Batterieklemmen (DC) Nummer des Speichersystems 30

31 BAT2AC Quelle Grafik: HTW Berlin; Definition: F. Niedermeyer et al. Innovative Performancetests für PV-Speichersysteme zur Erhöhung der Autarkie und des Eigenverbrauchs 31

32 Kum. Anteil Energie [%] Anteil Energie [%] Belastungshäufigkeiten BAT2AC Leistung [% Nennleistung des Batteriewandlers] Leistung [% Nennleistung des Batteriewandlers] 32

33 Wirkungsgrad [%] BAT2AC Wirkungsgrade verschiedener Systeme Leistung [% Nennleistung des Batteriewandlers] 33

34 Einspeiseleistung Entstehen durch PV-Speicher Ramping Probleme? Bild des Speichers: ayutaroupapa - Fotolia.com 34

35 Leistung [MW] Leistungsgradient [MW/15min] Leistungsverlauf und Gradienten Skaliert auf PV-Anlagen mit Speicher in ganz Deutschland ( Stück) Speicher senken PV-Einspeiserampen & Mittagsspitzen Netzentlastender Effekt in den NS-Netzen Uhrzeit [hh:mm] Uhrzeit [hh:mm] 35

36 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Kontakt Wir danken Jan Figgener Tel.: Lehrstuhl für Elektrochemische Energiewandlung und Speichersystemtechnik Univ.-Prof. Dr. rer. nat. Dirk Uwe Sauer RWTH Aachen University Förderkennzeichen 03ET6117 Jägerstraße 17/ Aachen GERMANY

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