Vielfalt der Anwendungen von Gewerbespeicher

In Zusammenarbeit mit der Tesvolt GmbH (Werbung)

Gewerbespeicher leisten viel mehr als nur die Erhöhung des Eigenverbrauchs aus der Photovoltaikanlage. Sie haben eine ganze Reihe von Funktionen und Anwendungen, die für ihren Einsatz sprechen. Im besten Fall lassen sich mehrere Anwendungen kombinieren und so die Amortisationszeit verkürzen. 

Dieser Beitrag zeigt die möglichen Anwendungen für Gewerbespeicher, anhand der Möglichkeiten, die die Speichersysteme der Tesvolt GmbH bieten. Anschließend zeigt er die technischen Anforderungen an Gewerbespeicher im Vergleich zu Speichern im Wohnungssektor und blickt auf die Marktentwicklung.

Liste der Anwendungsgebiete für Gewerbespeicher

Batteriespeicher werden im privaten Segment oder im Wohnungsbereich ausschließlich zur Optimierung des Eigenverbrauchs aus Photovoltaikanlagen eingesetzt. Das unterscheidet sich von den Batteriespeichern, die in der Industrie oder im Gewerbe eingesetzt werden. Für diese gibt es eine ganze Reihe von möglichen Einsatzgebieten, die sich teilweise kombinieren lassen. Dafür muss die Aufgabe eines Speichers genau definiert sein, damit er entsprechend geplant und ausgewählt werden kann.

Die Programmierung im Energiemanagement des Speichers sorgt für die Umsetzung und den Einsatz des Speichers in der Praxis. Im folgenden stelle ich zwölf mögliche Anwendungen und Einsatzgebiete für Gewerbespeicher in Deutschland vor.

Eigenverbrauchsoptimierung

Große Dächer von Werkshallen oder anderen Gebäuden sind für die Montage einer Photovoltaikanlage geeignet. Der nachhaltig erzeugte Strom ist günstiger als der Strom aus dem Netz des Versorgers. Mit Hilfe eines Batteriespeichers kann das Unternehmen den Anteil des selbstgenutzten Stroms vom Dach erhöhen. Es macht sich unabhängiger von der Stromversorgung und von steigenden Strompreisen. Zusätzlich werden die Kosten langfristig planbarer und das Unternehmen kann die Kosten für den Netzanschluss reduzieren.

Lastspitzenkappung

Wenn morgens alle Maschinen eingeschaltet werden, steigt der Stromverbrauch für kurze Zeit deutlich an. Diese Lastspitzen, die beim Stromversorger vorgehalten werden, sorgen dort für höhere Kosten, die an die Verbraucher weitergegeben werden. Denn die Energiekosten setzen sich aus dem Arbeitspreis für die verbrauchten kWh und dem Leistungspreis für die maximalen kWh innerhalb von 15 Minuten zusammen. 

Das Energiemanagement von Batteriespeichern kann den Strombezug so steuern, dass er bei Lastspitzen aus dem Speicher abgerufen wird und nicht aus dem Netz. Dies vermeidet die Einstufung in einen höheren Stromtarif und spart somit Stromkosten.

Notstrom-/Ersatzstromlösung

Eine sichere Stromversorgung ist in jedem Unternehmen für die Funktionsfähigkeit und den geregelten Betrieb wichtig. Anlagen für die Gebäudetechnik und für die Produktion dürfen nicht ausfallen. Andernfalls entsteht ein großer wirtschaftlicher Schaden. Häufig werden daher Diesel-Notstrom-Aggregate eingesetzt, um den reibungslosen Betrieb zu gewährleisten. Diese sind nicht nur laut und verursachen schädliche Emissionen. Sie haben auch hohe Kraftstoff- und Wartungskosten.

Ein Batteriespeichersystem kann Not- und Ersatzstrom innerhalb weniger Millisekunden bis weniger Sekunden zur Verfügung stellen. Ersatzstrom berücksichtigt Anforderungen an die Netzdienlichkeit, wie bei Photovoltaikanlagen, vor der Trennung vom Netz. Notstrom trennt sofort, ohne die Netzdienlichkeit zu betrachten.

Ladesäulen-Infrastruktur

Zunehmend stellen Unternehmen ihren Fuhrpark auf Elektromobilität um oder bieten eine Lademöglichkeit für die Elektrofahrzeuge ihrer Mitarbeiter an. Eine Ladeinfrastruktur sorgt jedoch für eine hohe Leistungsaufnahme und Lastspitzen, die den Netzanschluss überlasten können.

Batteriespeicher regeln die Leistungsaufnahme aus dem Netz und vermeiden Lastspitzen. Bei einer Photovoltaikanlage sorgen sie für eine höhere Nutzung des selbst produzierten Stroms, wodurch sich die Kosten reduzieren.

Optimierung des Stromeinkauf (Time of Use)

Wenn sich der Stromtarif über den Tag verändert, ist es mit einem Batteriespeichersystem möglich, den günstigen Tarif durch die Beladung des Speichers auszunutzen und bei einem teuren Tarif Strom aus dem Speicher zu nutzen. Durch die Kostenersparnis haben  Preisschwankungen nach oben weniger Auswirkungen auf die Energiekosten des Unternehmens.

Netzdienstleistungen (Regelleistung)

Die schwankende Stromerzeugung mit erneuerbaren Energien ist für Netzbetreiber eine Herausforderung, Erzeugung und Last im Netz zu jeder Zeit in Einklang zu bringen. Batteriespeicher können zur Netzstabilität beitragen, indem sie Strom aus dem Netz aufnehmen, wenn das Angebot zu hoch ist und ihn abgeben, wenn der Bedarf hoch ist. Sie stellen Primärregelleistung bereit, direkt an den Netzbetreiber oder über einen Anbieter für virtuelle Kraftwerke.

Netzsicherheit zum Schutz der Anlagen

Moderne Maschinen, Produktionsanlagen, Roboter, Datenleitungen, Trafos und andere Geräte benötigen heute eine gleichmäßige Stromqualität ohne Schwankungen der Netzspannung. Diese könnten Schäden verursachen, die einen Produktionsausfall zur Folge haben. Für die Überwachung der Stromqualität sind die Betriebe selbst verantwortlich, um im Fall eines Schadens die Leistung ihrer Versicherung in Anspruch nehmen zu können. Der mit dem Batteriespeicher verbaute Wechselrichter kann diese Aufgabe übernehmen und für eine konstant hohe Netzqualität sorgen.

Prognosebasiertes Laden

Photovoltaikanlagen, für die deren Betreiber eine Einspeisevergütung erhalten, dürfen nur einen Teil der maximalen Leistung ins Netz einspeisen. Sie müssen auf maximal 70 Prozent abgeregelt werden. Der Energiemanager im Batteriespeicher regelt die Energiespeicherung so, dass möglichst keine Verluste durch eine Abregelung der Anlagenleistung entstehen. Dies geschieht durch eine intelligente Lade- und Verbrauchsstrategie des Batteriesystems auf der Grundlage der Wetterprognose, der Batteriekapazität, sowie dem Ladezustand und dem üblichen Verbrauchsverhalten.

Nulleinspeisung

Einschränkungen im Stromnetz können dazu führen, dass Photovoltaikanlagen zu keinem Zeitpunkt Strom in das Netz einspeisen dürfen. Dafür müssen die Betreiber ein Nulleinspeisungskonzept vorlegen, das die Abregelung des Leistungsüberschusses  innerhalb kürzester Zeit gewährleistet.

Ein Batteriespeichersystem mit intelligentem Wechselrichter kann für diese Anwendung konfiguriert werden. Er sorgt dafür, dass überschüssiger Solarstrom auch dann nicht ins Netz eingespeist wird, wenn der Speicher voll geladen ist.

Halbinselbetrieb

In einem Halbinselbetrieb kann Strom aus dem Netz bezogen, aber nicht eingespeist werden. Dieser Betrieb kann notwendig sein, wenn die Photovoltaikanlage so weit ausgebaut wird, dass sie das lokale Stromnetz überlastet. Dann muss der Betreiber sicherstellen, dass kein Strom in das öffentliche Netz eingespeist wird. 

Mit dem entsprechenden Energiemanager können die Anlagenbetreiber im Halbinselbetrieb arbeiten und beliebig große Anlagen mit erneuerbaren Energien installieren und betreiben. Dieser sorgt dann dafür, dass kein Strom in das öffentliche Netz eingespeist werden kann.

Direktvermarktung

Eine Schnittstelle zu einem Direktvermarkter sorgt dafür, dass Anlagenbetreiber ihren Strom über einen Vermarkter anbieten können. Dies ist in Deutschland für Anlagen über 100 kW Leistung vorgeschrieben. Der Energiemanager des Speichersystems kommuniziert mit der Fernsteuereinheit des virtuellen Kraftwerks, um alle relevanten Daten in Echtzeit zu übermitteln. Betreiber können durch die Direktvermarktung höhere Erlöse erzielen, als durch die Einspeisevergütung. 

Micro-Grid

Ein Micro-Grid ist ein Stromnetz auf der Ebene des Verteilnetzes, das mit der Hilfe von Batteriespeichersystemen die Stromversorgung sicherstellt, wenn der vorhandene Netzanschluss nicht ausreicht. Dadurch wird es möglich, ein Wohn- oder Industriegebiet zu erweitern, ohne den Netzanschluss auszubauen. Der Energiemanager im Batteriespeicher sorgt für den nötigen Ausgleich zwischen der benötigten Energie und dem Bedarf. Er nutzt dafür Wetterprognosedaten, die Kapazität des Speichers und seinen Ladezustand. 

Anforderungen an Gewerbespeicher

Die unterschiedlichen Anwendungen für Gewerbespeicher zeigen die Vielfalt ihres Nutzens. Viele Prozesse in einem Speicher erhöhen dessen Wirtschaftlichkeit. Das ist einer der wesentlichen Unterschiede zu Speichersystemen im Wohnungssektor oder für Elektrofahrzeuge, die jeweils nur für eine Anwendung ausgelegt sind.

Im Wohnungssektor haben die Speichersysteme nur die Aufgabe, den Eigenverbrauch aus der Photovoltaikanlage zu optimieren. Sie werden in der Regel einmal am Tag be- und entladen, je nach solarem Ertrag und Verbrauch. Die Anforderungen sind damit statisch und einfacher – im Vergleich zu Speicher für Gewerbe und Industrie. 

Gewerbespeicher setzen hingegen mehr Flexibilität voraus, sie verbinden häufig mehrere Anwendungen und sind wechselnden Lastprofilen ausgesetzt. 

Bei beiden stationären Speichersystemen verlangen Kunden eine lange Lebensdauer, dies erfordert eine hohe Qualität der Batteriezellen.

Marktentwicklung der Gewerbespeicher

Kaum eine Photovoltaikanlage auf einem Einfamilienhaus wird noch ohne Batteriespeicher eingebaut. Für 2020 wurde eine Stückzahl von 88.000 neu installierten Systemen prognostiziert, 2019 waren es noch 65.000. Insgesamt sind bereits mehr als 185.000 Batteriespeicher im Marktstammdatenregister der Bundesnetzagentur registriert. 

Unter den installierten Speichern waren bis Ende 2020 lediglich 1.550 Gewerbespeicher mit einer Kapazität zwischen 30 kWh und 1 MWh. Die Gewerbespeicher stellen damit den kleinsten Markt der Batteriespeicher.

Dafür ist das Wachstum in diesem Bereich deutlich zu erkennen. 2019 wurden 380 neu installierte Gewerbespeicher registriert, 2020 waren es bereits 650 mit einer Kapazität von insgesamt 43 MWh. 

Rund 65 Prozent der neu registrierten Gewerbespeicher liegen in der Kapazität bis 100 kWh. Weitere 20 Prozent liegen im Bereich 100 bis 200 kWh.

(Quelle der Daten: PV-Magazine “Gewerbespeichermarkt zieht an” vom 28. April 2021)

Fazit zu Anwendungen von Gewerbespeicher

Noch spielen Gewerbespeicher nur eine geringe Rolle auf dem Markt. Aber der zunehmende Ausbau der erneuerbaren Energien und der Trend zur Elektromobilität werden die Nachfrage in Zukunft deutlich steigern. Der größte Treiber bei Gewerbespeicher ist die Vielfalt seiner Anwendungen. Sie erhöhen die Einsatzmöglichkeiten der Speichersysteme und ihre Wirtschaftlichkeit. Daher ist auf diesem Markt mit einem deutlichen Wachstum zu rechnen.

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