Saft und Voltwerk setzen auf PV-Eigenverbrauch mit Batteriespeicher
Die Energieerzeugung dem Lebensstil anpassen
Photovoltaikanlagen mit Energiespeichern zu koppeln, bietet den Vorteil, dass sich die Nutzung der Sonnenenergie zeitlich verschieben lässt: Entweder können die Betreiber die generierte Energie für den Eigenverbrauch nutzen oder für die Netzunterstützung.
Die Speicherung von Solarstrom gibt dem Betreiber einer Photovoltaikanlage die Möglichkeit, auch in lichtschwachen Zeiten oder in der Nacht seinen Eigenbedarf mit PV-Strom abzudecken. Das System speist entweder direkt aus der PV-Anlage in das öffentliche Stromnetz ein oder es entnimmt Energie aus dem Speicher. Zudem kann es die Energie auch gleichzeitig aus beiden Quellen bereitstellen. Nur wenn aus diesen Quellen nicht genug Energie zur Verfügung steht, muss der Betreiber sich aus dem öffentlichen Stromnetz versorgen. Im Falle eines Netzausfalls kann das System autark arbeiten.
Wie die Kopplung von PV-Anlagen mit Batterien in der Praxis funktionieren kann, haben der Wechselrichterhersteller Voltwerk und Batteriespezialist Saft im Rahmen des Sol-Ion-Projekts zusammen mit weiteren Partnern aus Industrie und Forschung in einem Feldtest erprobt. »Wir konnten vom Start entwickeln, wir waren nicht auf bestehende Komponenten, etwa einen bestimmten Wechselrichter, angewiesen. Deshalb konnten wir die Komponenten so auslegen, dass sie den ursprünglichen Definitionen und Anforderungen für das Gesamtsystem entsprechen«, sagt Michael Lippert, Marketing and Business Development Manager Energy Storage Systems von Saft.
Im Feldtest ging es deshalb nicht nur darum, die Hardware zu testen, sondern das Gesamtsystem einschließlich der Software zu verifizieren. Die Energiewandlung, die Speicherung und das Management sind im System von Anfang an aufeinander abgestimmt worden, jetzt ist der Test in 75 Haushalten in Deutschland und Frankreich abgeschlossen. »Wir haben das erste vollständig zertifiziertes Li-Ionen-Batteriesystem entwickelt«, freut sich Holger Schuh, Managing Director Saft Batterien. »Die Kriterien dafür haben wir erst in Zusammenarbeit mit VDE erarbeitet.« Wenn der Qualifizierungsprozess innerhalb der nächsten Wochen abgeschlossen sein wird, produziert Saft die Batterien der Synerion-Famile sowohl in der neuen Fabrik in Jacksonville, Florida, als auch im Werk in Bordeaux.
Für die Li-ionen-Batterie als Speicher gaben mehrere Kriterien den Ausschlag. Ihr Aufbau ist kompakt, sie erreichen einen hohen Wirkungsgrad bis 95 Prozent, sie haben eine lange Lebensdauer und verkraften viele Zyklen. Außerdem lässt sich ihr Ladestatus gut feststellen. »In einem Feldversuch in Guadeloupe sind wir auf einen Wirkungsgrad von 97 Prozent gekommen«, sagt Holger Schuh.
Als Batterie für diese Anwendungen hat Saft das Li-Ionen-Energy Storage-Modul 48E (48 V, 2,2 kWh) der Synerion-Familie entwickelt. Auf der Modulebene werden Cell Balancing, Spannungsüberwachung und Zeitüberwachung durchgeführt. Mehrere dieser Module lassen sich zu einem größeren Speicher koppeln, ein eigenes Battery Management Module (BMM) überwacht den Ladezustand und den Betriebszustand. Außerdem sind Schutzfunktionen integriert und das BMM löst im Fehlerfall Alarm aus. Die Module sind für die industrielle Serienfertigung ausgelegt. Zusammen mit dem VDE hat Saft eine Gefahrenanalyse durchgeführt und den Entwicklungsprozess für die Elektronik danach ausgelegt. »Wir haben den SIL-2-Standard adaptiert, Redundanz und Selbsttest eingebaut und damit einen hohen Sicherheitsstandard für die Elektronik erreicht«, sagt Schuh. Die Testkriterien umfassen außerdem auch die missbräuchliche Verwendung. »Nach einem 12-monatigen Test freuen wir uns jetzt, Standards für die Branche gesetzt zu haben«, so Schuh.
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