Batteriespeicher optimal ausgelegt

Batteriespeicher mit Lithium-Ionen-Technik leisten einen wichtigen Beitrag zur Energiewende. Die Technik erfordert jedoch auch einen bewussten Umgang mit der Gefahr einer Überlastung (Thermal Runaway). DENIOS bietet unter dem Namen Power Safe eine Komplettlösung aus Speicher und Brandschutz in Modulbauweise. Der Batteriespeicher ist in verschiedenen Größen erhältlich – angefangen von Kleinlösungen mit 80 kWh bis hin zu großen Energiestationen mit mehr als 1 MWh. Die Bestückung der Raumsysteme erfolgt durch Batteriespeicher der Firma Tesvolt. Das Herzstück der Speichersysteme bilden dabei prismatische Lithium-Batteriezellen sowie eine patentierte und TÜV-zertifizierte intelligente Zellsteuerung. DENIOS bietet auch die Dienstleistung der Speicherauslegung für stationäre Batteriespeicher an.

Die Auslegung eines stationären Batteriespeichers ist ein entscheidender Schritt bei der Implementierung dieser Technologie. Die richtige Auslegung gewährleistet eine optimale Nutzung der gespeicherten Energie, maximiert die Effizienz und trägt erheblich zur Kostenreduzierung bei. Die Dimensionierung einer Photovoltaik-Anlage ist von der Auslegung eines stationären Batteriespeichers abhängig, denn der Speicher kann die Eigenverbrauchsquote einer PV-Anlage und damit ihre Wirtschaftlichkeit erhöhen. Denn durch die Speicherung der gewonnenen Energie fließt der Strom nicht mehr ins öffentlichen Netz, sondern wird nach Bedarf fürs eigene Unternehmen genutzt.

Allerdings ist die richtige Auslegung eines Batteriesystems ein komplexer Prozess, der eine sorgfältige Analyse der Anforderungen, Ziele und Rahmenbedingungen für den optimalen Batteriespeicher erfordert. Es ist durchaus möglich, dass ein solches System sich nicht für jedes Unternehmen eignet, daher ist eine gründliche Prüfung aller Kriterien unabdingbar.

DENIOS kann diesen Prozess mithilfe einer eigens entwickelten Softwarelösung optimieren. Der Kunde gibt seine Verbrauchsdaten und Informationen zu seinen Erzeugungsanlagen an. Auf Grundlage dieser Daten erstellt DENIOS einen umfassenden Bericht, der verschiedene Dimensionierungen des Energiesystems sowie deren Amortisation detailliert darstellt.

Dank der verschiedenen Leistungsgrößen des Batteriespeichers können anhand einer Zeitreihensimulation alle Speicherkonfigurationen berechnet werden, die in Abhängigkeit der PV-Anlage und des Lastgangs des Unternehmens stehen. Auf der Seite der Investitionen werden die kalkulatorischen Zinsen für die gesamte Lebensdauer berücksichtigt. Dem gegenüber steht die angenommene Strompreiserhöhung und Inflation bei den Ersparnissen.

Die Investitionskosten des Speichers amortisieren sich durch die erzielten Ersparnisse der Stromkosten. Aus der Vielfalt der diversen Speicherkonfigurationen wird das passende System basierend auf den Kundenanforderungen ausgewählt.

Der Strompreis für Unternehmen setzt sich aus zwei zentralen Bestandteilen zusammen. Der Arbeitspreis stellt die Kosten pro verbrauchter Kilowattstunde dar, die das Unternehmen vom öffentlichen Stromnetz bezieht. Der Leistungspreis stellt die Kosten pro maximal bezogener Leistung in Kilowatt dar, die das Unternehmen in einem Jahr vom öffentlichen Stromnetz bezieht. Die Betriebsführungsstrategie Multi-Use ermöglicht die Reduzierung beider Bestandteile der Netzbezugskosten. Daneben gibt es weitere Betriebsführungsstrategien wie Eigenverbrauchsoptimierung und Spitzenlastkappung.

Der Eigenverbrauchsanteil beschreibt den PV-Strom, der direkt verbraucht wird. Je größer der Eigenverbrauchsanteil ist, desto weniger überschüssige PV-Energie wird in das Netz eingespeist. Die Eigenverbrauchsoptimierung (EVO) ermöglicht die Nutzung von elektrischer Energie einer Erzeugungsanlage zu einem späteren Zeitpunkt. Die Ausspeicherung der zuvor erzeugten elektrischen Energie erspart den Bezug dieser Leistung aus dem öffentlichen Stromnetz. Der ökonomische Mehrwert liegt in diesem Fall effektiv bei der Differenz aus der jeweiligen Einspeisevergütung und den Kosten für den Bezug aus dem öffentlichen Stromnetz. Ein Batteriespeicher kann einen Ausbau von Erzeugungsanlagen ermöglichen, der mit dem bisherigen Lastverlauf nicht wirtschaftlich ist.

Die Spitzenlastkappung zielt auf die Reduktion der Lastspitzen des Unternehmens ab, die vom öffentlichen Stromnetz bezogen werden. Ab einer bestimmten Netzbezugsleistung wird der Speicher gezielt entladen. Ein entsprechender Ladezustand des Speichers, der die Abdeckung der gesamten Lastspitze garantiert, muss vorgehalten werden.

Die Betriebsführungsstrategie Multi-Use kombiniert die Eigenverbrauchsoptimierung und Spitzenlastkappung. Ein definierter Teil des Speicherladezustandes wird in diesem Fall für die Spitzenlastkappung reserviert. Der restliche Teil wird entsprechend der Eigenverbrauchsoptimierung betrieben. Dieser Schwellwert des Ladezustandes kann jederzeit den entsprechenden Bedingungen angepasst werden. Bei einer klassischen Produktion während der Werktage könnte dieser Wert am Wochenende gesenkt werden, um einen größeren Teil des Speichers für die Eigenverbrauchsoptimierung zu verwenden.