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Batteriesystem für Eigentümer und Stromnetz
Im Projekt PV-Host wollen Wissenschaftler dezentrale Batteriespeicher technisch und ökonomisch verbessern. Dazu vergleichen sie Solarspeicher, die für Einfamilienhäuser geeignet sind. Die Forscher wollen herausfinden, mit welcher Betriebsstrategie ein Speicher möglichst netzdienlich arbeitet. Der Speicher soll nicht nur den Eigenbedarf des Haushalts decken, sondern auch Einspeisespitzen reduzieren. Und so dafür sorgen, dass das Netz insgesamt mehr Strom aus Solaranlagen aufnehmen kann.
| Projektstatus | Kurz vor Fertigstellung |
|---|---|
| Typische Anlagengröße | 0,01 MWh |
| Typische Anlagengröße | 0,003 MW |
| Speicherverlust [1/d] | < 0,05 |
| Anwendungsfelder | als Batteriespeicher in Kombination mit netzgekoppelten Photovoltaikanlagen oder Mikro-Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen |
| Projektlaufzeit | Juli 2013 bis Mai 2017 |
Dezentrale Energieerzeuger wie die Photovoltaik sind in vielen Haushalten verbreitet, da sie in den vergangenen Jahren erschwinglicher geworden sind. Um den Solarstrom auch dann nutzen zu können, wenn keine Sonne scheint, bietet sich der Einsatz von Hausbatteriespeichern an. So kann bei entsprechender Betriebsweise das Netz entlastet werden. Bisherige Forschungsarbeiten betrachteten einzelne Batterietechnologien. In diesem Projekt evaluieren die Projektbeteiligten nun, welches die optimale Batteriespeichertechnologie und Systemkonfiguration für diese Anwendung ist. Der Fokus liegt dabei auf Wirtschaftlichkeit, Alterung sowie der Netzdienlichkeit.
Im Gegensatz zu anderen Speicherprojekten evaluieren die Projektpartner Bosch und X in PV-Host unterschiedliche Speichertechnologien, um die optimale Technologie zu finden. Zudem wird ein systemischer Ansatz verfolgt: Sie bewerten nicht allein die Tauglichkeit einzelner Batteriezellen, sondern sie wollen ein optimales System entwickeln, in dem alle Komponenten aufeinander abgestimmt sind. Zudem wird das Netz berücksichtigt, indem bewertet wird, inwieweit sich unterschiedliche Betriebsstrategien auf das umgebende Niederspannungsnetz auswirken.
Um eine bestmögliche Abschätzung zu machen, wird es einen Mix aus Simulationen auf Haushalts- und Netzebene und aus experimentellen Tests verwendet.
Kosten senken und Netzausbau
Die Speichertechnik zeichnet sich insbesondere durch ihren optimale Wirtschaftlichkeit aus. Ein zu großer Speicher wird zu wenig genutzt; ein zu kleiner Speicher altert schneller. Ziel des Projektes ist es, einen Kompromiss für unterschiedliche Nutzer zu finden. Die optimale Wirtschaftlichkeit soll durch Hebung von Kostensenkungspotenzialen erreicht werden. Diese entstehen durch Produktausführung, Managementstrategien und Nutzung der Synergien aus einer Gesamtoptimierung von Energiespeicher und Leistungselektronik. Des Weiteren soll im Projekt ermittelt werden, ob ein Netzausbau auf Niederspannungsebene, bedingt durch dezentrale Erzeugung, durch Batteriespeicher zeitlich verschoben oder ganz entfallen kann.
Teilvorhaben
- Potenzialanalyse der verschiedenen Speichertechnologien
- Optimierung der Betriebsstrategie und Speichergröße
- Experimentelle Untersuchung des Einflusses von Betriebsstrategien auf die Lebensdauer von Li-Ionen-Batterien
- Untersuchung der optimalen Systemkonfigurationen und Topologien für die Leistungselektronik
- Feldtest mit Prototypen
- Ausarbeitung eines Pflichtenheftes und eines Handbuchs für die optimale Systemauslegung und Betriebsstrategien
- Durch Netzsimulationen und Messtechnik werden die Auswirkungen der dezentralen Erzeugung auf das Niederspannungsnetz bewertbar gemacht.
Das Projekt „PV Home Storage System“ – kurz PV-Host – bringt Hersteller, Batterieexperten und Netzbetreiber an einen Tisch: Als Hersteller von Systemen der Gebäudeenergietechnik bietet Bosch mit seiner Tochterfirma Bosch Powertec Solarwechselrichter mit und ohne Speichersystem, sowie mit seiner Tochterfirma Bosch Thermotechnik elektrische Solaranlagen und Systeme der Mikro-Kraft-Wärme-Kopplung mit Brennstoffzellen an. Besonderes Interesse besteht daher im Zentralbereich Forschung und Vorausentwicklung in Schwieberdingen (künftig Renningen) an der Fragestellung der zukünftig optimalen Speichertechnologie für die dezentrale Energieerzeugung. Das Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe (ISEA) der RWTH Aachen arbeitet dafür eine Analyse von Speichertechnologien aus und führt Alterungstests an ausgewählten Technologien durch. Die münsterNETZ GmbH ist der Netzbetreiber der Stadt Münster, in ihrem Netz werden Hausbatteriespeicher integriert und die Netzdienlichkeit der Systeme in Simulation und Feldtest bewerten.
