Solare Batteriespeichersysteme - Überblick und Einsatzgebiete

Swissolar - PV Update Solare Batteriespeichersysteme - Überblick und Einsatzgebiete Jens Rümmele Bern, 26.01.2016

Vorstellung Referent: Jens Rümmele Ausbildung als staatl. gepr. Techniker, Fachrichtung Energie- und Automatisierungstechnik Seit Oktober 2008 bei der Solarmarkt GmbH, Aarau Schwerpunkt: Projektleitung, Technischer Support und Produktmanagement für Wechselrichter, Anlagenüberwachung und Speichersysteme

Themen Warum überhaupt Strom speichern..? Begriffe und Kennzahlen Speichersysteme am Markt Wirtschaftlichkeit und Preise Ausblick

Warum überhaupt Strom speichern..? Maximierung des Eigenverbrauchs [Quelle: www.speichermonitoring.de]

Warum überhaupt Strom speichern..? Sinkende Rückvergütung für PV Sinkende Gestehungskosten der PV Erhöhter Bedarf an «Unabhängigkeit» «..Den eigenen Solarstrom selber brauchen» Technischer Fortschritt Sinkende Preise für Speicher Steigende Stromkosten (?)

Speichermedien Lithium-Ionen-Batterien Blei-Gel-Batterien Hochtemperaturbatterien Nickel-Cadmium- /Nickel-Metallhydrid-Batterien Redox-Flow-Batterien

Batterietechnologien - Vergleich [Quelle: HTW Dresden/Alexander Reuter]

Lithium- Cobalt-Oxid Lithium- Mangan-Oxid Lithium-Nickel-Mangan- Cobalt-Oxid Lithium-Nickel-Cobalt- Aluminium-Oxid Lithium-Eisen- Phosphat Umwelt -- ++ - - ++ Sicherheit - + o -- ++ Nennspannung/ V Volumetrische Energiedichte Wh/l Gravimetrische Energiedichte Wh/kg Entladestrom C Lebensdauer (Zyklen) Anschaffungskosten /kwh Zelle (18650) 04/2014 Relative Kosten /kwh /Zyklus 3.7 3.6/3.7 3.6 3.2/3.3 320-500 290-340 490-580 480-670 160-260 110 180 100 120 180 210 180-250 80-120 1-2 3-20 1-10 1-10 10-50 300-1000 1000-1500 500-1000 500-1000 2000-5000 170 230 200 210 450 0.17 0.60 0.15 0.23 0.20 0.40 0.20 0.40 0.09 0.25 Anwendungsbereiche High Energy Home appliance [Quelle: Kompendium: Li Ionen Batterien] High Power Power Tools Garden tools Medical application Military Electromobilit y High Energy + Power Power Tools Garden Tools Home appliance Medical application Electromobility Energy Storage High Energy + Power Power Tools Garden Tools Home appliance Electromobility Energy Storage High Power Power Tools Garden Tools Home appliance Electromobility Energy Storage

Speichersystem-Varianten [Quelle: Solarpraxis AG/Harald Schütt]

DC-gekoppelte Systeme + Tendenziell günstiger bei Neuinstallationen zusammen mit der PV-Anlage + Geringer Platzbedarf + Batterie kann auch bei Netzausfall geladen werden + Tendenziell geringere Umwandlungsverluste ------------------------------------------------- -------------------------- Geringe Flexibilität Aufwändiges Nachrüsten bestehender Systeme

DC-Generator-gekoppelte Systeme + Flexibel, da einfach nachrüstbar ------------------------------------------------- -------------------------- Entladeleistung wird durch die maximale Leistung und eventuell auch durch die maximale Eingangsspannung des Wechselrichters begrenzt Bisher nur sehr wenige Anbieter

AC-gekoppelte Systeme + Flexibel im Einsatz, da unabhängig von der PV- Anlage + Auch für andere Energiequellen nutzbar (BHKW, Wind, ) + Freie Skalierung des Batteriesystems ------------------------------------------------- -------------------------- Mehrkosten durch zusätzlichen Wechselrichter Grösserer Platzbedarf Tendenziell höhere Umwandlungsverluste

DC / AC-gekoppelte Systeme (Hybrid) + Flexibel, da über die DC und AC-Seite geladen werden kann + Die Vorteil beider Systeme kann genutzt werden ------------------------------------------------- -------------------------- Allenfalls teurer da aufwendigere Technik

Normrichtlinien Schweiz VSE - Verband Schweizerischer Elektrizitätsunternehmen Werkvorschriften (TAB) Deutschschweiz 2015 Empfehlung der Arbeitsgruppe WV- Deutschschweiz Version 2.3-19012015

Begriffe und Kennzahlen Eigenverbrauchsanteil Anteil von verbrauchter Solarstrom im Haushalt Autarkiegrad beschreibt den Anteil des Strombedarfs, der durch das PV-Speichersystem zeitgleich versorgt werden kann Speicherkapazität Stromspeicherung mit einer vollen Aufladung [kwh] Nutzbare Speicherkapazität Speicherkapazität unter Berücksichtigung der Entladetiefe [kwh] DoD - Depth of Discharge Entladetiefe - kennzeichnet die Energieentnahme, die aus einer Batterie entnommen wurde 100% = leer 0% = voll Notstromoption Stromversorgung bei Stromausfall, abhängig von der Systemleistung

Speichersysteme am Markt 40 Anbieter mit 290 Systemen (Marktübersicht PV Magazin, Juni 2015)

Speichersysteme am Markt Anwendungsgebiete Überwiegend kommen die Systeme im Einfamilienhäusern zur Anwendung Weniger verbreitet sind bisher gewerbliche und kommerzielle Anwendungen Speicheranwendung auf der Mittelspannungsebene gibt es nicht von der Stange

Speichersysteme am Markt Auswahlkriterien PV-Neuinstallation oder bestehende PV-Anlage Speicherkapazität Technische Ausstattung Garantien und der Garantiegeber (Hersteller) After-Sales-Service Notstromkapazitäten Preis?

Wirtschaftlichkeit und Preise

Wirtschaftlichkeit und Preise Lieferant DC-gekoppelt Produkt Nutzbare Kapazität Preis/kWh (Endkunde) Kostal Piko BA 6.0 Piko Battery Li 7.2 Piko BA Sensor 6.4 kwh 2 100 CHF AC-gekoppelt VARTA VARTA VARTA element 6 VARTA home 5.7 kwh 6.2 kwh 1 450 CHF 2 300 CHF Hybrid-Systeme Fronius Symo Hybrid 5.0-3-S Solar Battery 7.5 Smart Meter 63A/3ph 6.0 kwh 1 870 CHF BYD PRO Hybrid 9-10 8.5 kwh 2 050 CHF Systempreise ohne Installation. Preisangaben sind Schätzwerte, ohne Gewähr

Wirtschaftlichkeit und Preise Verkaufsargumente Den eigenen Solarstrom selber nutzen Technikbegeisterung Verringerung der Stromabrechnung Mehr Unabhängigkeit Kompatibel mit allen PV-Technologien

Themen Warum überhaupt Strom speichern..? Speichersysteme am Markt Begriffe und Kennzahlen Wirtschaftlichkeit und Preise Ausblick

Ausblick Preissenkung Skaleneffekt technischer Fortschritt Erreichung der Wirtschaftlichkeit Staatliche Förderung von Speichern? bereits kantonales Förderprogramm im Thurgau Marktbereinigung? Bereits über 40 Hersteller auf dem Speichermarkt aktiv Verbindung Hausnetz und E-Mobilität Smart-Home

Ausblick Konventionell Speichern, wenn PV > EV Batterie ist Mittags voll Viele Klein-Zyklen über Tags Netzoptimiert Kappung der Spitzenlasten Netzmanagement Wetterprognosen Bereitstellung von Blindleistung Einbindung in Ortsverteilernetzt (SmartGrids)

Swissolar PV Update Jens Rümmele Bern, 26.01.2016