Lithium-Ionen-Batterien erhöhen den Eigenverbrauch von Solarstrom
Deutsch-französisches Forschungsprojekt Sol-Ion liefert erste Ergebnisse
Um 26 Prozentpunkte erhöhte ein im Rahmen des Forschungsprojekts Sol-Ion entwickeltes Speichersystem den Eigenverbrauchsanteil im Frühling. Das entspricht dem durchschnittlichen Strombedarf eines Einfamilienhaushalts in den Abendstunden.
Das ist das Ergebnis aus 6 Monaten Dauerbetrieb im Feldtest am Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW). Das ZSW verfolgt das Ziel, Batteriesysteme für den Endverbraucher alltagstauglich zu machen.
Mit der Speicherung wird aus fluktuierendem, erzeugungsabhängigem Solarstrom eine abrufbare nachfrageorientierte Energiequelle. Besitzer von PV-Anlagen können damit künftig einige Cent pro kWh sparen, wenn sie ihren Solarstrom selbst verbrauchen und nicht in das Netz einspeisen.
Der Eigenverbrauch wird seit Kurzem auch gesetzlich gefordert. Die EEG-Novelle von April 2012 sieht 20 Prozent vor. Mehr zu verbrauchen kann jedoch schwierig werden. »Die mangelnde Gleichzeitigkeit zwischen Erzeugung und Verbrauch beschränken den Eigenverbrauch ohne Batterie auf rund 30 Prozent«, sagt Professor Michael Powalla, Mitglied des ZSW-Vorstands und Leiter des Geschäftsbereichs Photovoltaik. Das gilt jedenfalls dann, wenn die Jahresproduktion so groß wie der Strombedarf im Haus ist und man keine Last steuernden Maßnahmen wie Wäschewaschen bei Sonnenschein vornimmt.
Batteriespeichersysteme ermöglichen dagegen ein deutlich größeren Eigenverbrauch, da sie Teile des am Mittag anfallenden Ökostroms für Verbrauchszwecke am Abend und in der Nacht speichern.
Die für das Projekt entwickelte Sol-Ion-Speicheranlage ist so groß wie eine Haushaltskühltruhe und enthält den üblichen Wechselrichter für die Solaranlage, Batterien und Steuerungselektronik. Die ersten Exemplare wurden 2011 auf dem ZSW-Solartestfeld Widderstall auf der Schwäbischen Alb und bei Privatverbrauchern installiert. Die Forscher in Widderstall optimierten zusammen mit der Herstellerfirma Voltwerk Electronics die Gerätesteuerung und nahmen eine automatisierte Datenerfassung vor.
Eine Erweiterung auf 20 Privathaushalte und weitere Forschungsinstitute findet derzeit statt. Die verwendete Lithium-Ionen-Batterie verfügt über eine genutzte Speicherkapazität von 6 kWh. Hinzu kommen ein 5 kW Wechselrichter und ein Batterieladegleichrichter mit derselben Nennleistung.
Die Tests auf dem ZSW-Testgelände Widderstall auf der Schwäbischen Alb konnten eine hohe Auslastung der Batterie nachweisen. Hier liefert eine Anlage auf einem Carport mit 5,1 kWp Leistung den Strom, der Verbraucher ist ein Testfeldgebäude. »Selbst in den Monaten Februar bis Mitte April 2012 konnte der Speicher im Schnitt täglich mit 4 kWh Sonnenenergie beladen werden, oft war er auch voll aufgeladen«, sagt Michael Powalla.
Damit deckt die gespeicherte Energiemenge schon im Frühjahr häufig den Strombedarf eines 4-Personenhaushalts in den Abendstunden ab. Im konkret gemessenen Fall hat das eine Eigenverbrauchserhöhung um 26 Prozent bewirkt. »Wir sind gespannt auf die Ergebnisse im Sommer. Bei langer Sonnenscheindauer kann die gespeicherte Energie vom späten Abend bis zum erneuten Sonnenaufgang reichen«, schätzt der Forscher.
Das Sol-Ion-Projekt wird vom BMU mit 4,3 Mio. Euro gefördert. Auf deutscher Seite sind neben dem Forschungsinstitut ZSW der Wechselrichterhersteller Voltwerk, der Stromversorger E.ON, die RWTH Aachen und das Fraunhofer IWES beteiligt. Auf französischer Seite sind der Batteriehersteller Saft, das Institut INES und der Energieversorger Tenesol beteiligt. Während die in Frankreich installierten Testgeräte mit dem Ziel optimiert werden, bei Netzausfall den Betrieb zu gewährleisten ist das Ziel in Deutschland, den Eigenverbrauch bei Netzanschluss zu erhöhen.
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