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22,41 x 9,09 cm
Photovoltaik und Energiespeicherung- weiterhin attraktiv
Bildquellen: SMA, LG Chemical, BENNING
© Energiebau – Photovoltaik und Energiespeicherung• 16.11.2016 • 2
Überblick
Elektrochemische Energiespeicher
Integrierte Speicherung
NT Akkus
Blei-Säure
NiCd
NiMH
Li-Ionen
HT Akkus
NaS
NaNiCl
Externe Speicherung
Brennstoffzelle
Redox-Flow
© Energiebau – Photovoltaik und Energiespeicherung• 16.11.2016 • 3
Speicherarten
Akku:
Nur Speicherelement, zusätzlich ist ein
Batteriewechselrichter erforderlich
Speicher:
Meint immer Akku incl. Wechselrichter
© Energiebau – Photovoltaik und Energiespeicherung• 16.11.2016 • 4
Bleiakku
GeGeGeGeschlossenes Systemschlossenes Systemschlossenes Systemschlossenes System----> Säure> Säure> Säure> Säure
Bildquelle: HOPPECKE
VerVerVerVerschlossenes Systemschlossenes Systemschlossenes Systemschlossenes System----> Gel> Gel> Gel> Gel
© Energiebau – Photovoltaik und Energiespeicherung• 16.11.2016 • 5
Entladetiefe
100 %100 %100 %100 %
TiefentladeTiefentladeTiefentladeTiefentlade----BereichBereichBereichBereich
(ca. 30%)(ca. 30%)(ca. 30%)(ca. 30%)
Entladetiefe
Depth of Discharge
DoD
Ladestatus
State of Charge
SoC
Notstrom Notstrom Notstrom Notstrom ----BereichBereichBereichBereich
(ca. 20%)(ca. 20%)(ca. 20%)(ca. 20%)
Nutzbare KapazitätNutzbare KapazitätNutzbare KapazitätNutzbare Kapazität
(ca. 50%)(ca. 50%)(ca. 50%)(ca. 50%)
© Energiebau – Photovoltaik und Energiespeicherung• 16.11.2016 • 6
Kennwert Temperatur
Normtemperatur 20°C
bei tiefen Temperaturen:bei tiefen Temperaturen:bei tiefen Temperaturen:bei tiefen Temperaturen:
� Reduzierung der Batteriekapazität
� Einfrieren der Säure bei Blei
� keine Ladung unter 0°C bei Li-Ionen
bei hohen Temperaturen:bei hohen Temperaturen:bei hohen Temperaturen:bei hohen Temperaturen:
� Reduzierung der Lebensdauer
�Anwendung Eigennutzung kein Problem
Motive Speicher
Stationäre Speicher
Temperatur Temperatur Temperatur Temperatur °°°°CCCC
© Energiebau – Photovoltaik und Energiespeicherung• 16.11.2016 • 7
Zyklenzahl
� Einmalige Ladung und Entladung der Nutzkapazität (1)
� Kann in Teilzyklen erfolgen (2)
� Teilzyklen werden addiert bis sie der Nutzkapazität entsprechen
� Schnelle Wechsel und Mikrozyklen werden durch BMS verhindert
Grafik: sonnen
© Energiebau – Photovoltaik und Energiespeicherung• 16.11.2016 • 8
Lebensdauer
Batterielebensdauer=
Zyklenlebensdauer:
Energiedurchsätze (Vollzyklenäquivalent) = DoD [%] x entsprechende Zyklenzahl
6.400 = 80 % x 8.000
Gesamtzahl der EnergiedurchsätzeJährliche Energiedurchsätze
=25,6 Jahre25,6 Jahre25,6 Jahre25,6 Jahre= 6.400250
Speicher:DoD = 80%
8.000 Zyklen
© Energiebau – Photovoltaik und Energiespeicherung• 16.11.2016 • 10
Notstromlösungen
Notstrom einfach:
Aus dem Akku wird z.B. für eine am Gerät befindliche Steckdose 230V zur Verfügung gestellt. Die
kann solange genutzt werden, bis der Akku leer ist.
Notstrom komfortabel:
Durch eine Trennung zwischen Hausnetz und öffentlichem Netz kann das Haus solange mit Energie
versorgt werden, bis der Akku leer ist.
Ersatzstrom:
Durch eine Trennung zwischen Hausnetz und öffentlichem Netz kann das Haus solange mit Energie
versorgt werden, bis der Akku leer ist. Bei länger anhaltendem Stromausfall kann z.B. durch PV
Energie der Akku erneut geladen werden.
USV:
Die vorgenannten Lösungen sind in aller Regel nicht mit einer USV zu verwechseln, da die
Umschaltzeiten zu groß sind. Wenige Hersteller bieten Speziallösungen an.
© Energiebau – Photovoltaik und Energiespeicherung• 16.11.2016 • 11
Zählerplatz
RenovierungsbedürftigRenovierungsbedürftigRenovierungsbedürftigRenovierungsbedürftig
© Energiebau – Photovoltaik und Energiespeicherung• 16.11.2016 • 12
Zeitversetzte Ladung (KfW)
Konventionelle Speicherung� Der Speicher ist z.B. um 11 Uhr voll geladen.
Netzoptimierte Speicherung� Der Speicher hält Reserven für Spitzen-Reduzierung bereit.
Grafik: BSW
© Energiebau – Photovoltaik und Energiespeicherung• 16.11.2016 • 13
Eigennutzung, Autarkie
Autarkiegrad: 71%Autarkiegrad: 71%Autarkiegrad: 71%Autarkiegrad: 71%2500 kWh / 3500 kWh = 0,712500 kWh / 3500 kWh = 0,712500 kWh / 3500 kWh = 0,712500 kWh / 3500 kWh = 0,71
Eigennutzungsgrad: 55%Eigennutzungsgrad: 55%Eigennutzungsgrad: 55%Eigennutzungsgrad: 55%2500 kWh / 4500 kWh =0,552500 kWh / 4500 kWh =0,552500 kWh / 4500 kWh =0,552500 kWh / 4500 kWh =0,55
Eigennutzung aus Direktverbrauch PV+ Speicherung: 2500 kWh/a
optimierter Haushaltsbedarf 3500 kWh/a
Eigenerzeugung PV: 4500 kWh/a
Bildquelle: SMA
© Energiebau – Photovoltaik und Energiespeicherung• 16.11.2016 • 14
Eigenverbrauch
Eigenverbrauch bei Gewerbebetrieben ist stark abhängig vom Lastprofil und natürlich von den Bezugskosten!
Beispiele: � Landwirtschaft, Milchbetrieb: Spitzen jeweils morgens und abends,
allerdings durch Melk-Roboter gleichmäßiger Bezug möglich!
� Metallverarbeitung: relativ gleichmäßiger Bezug
� Schreinerei: Auftragsabhängiger Bezug
� Traditionelle Bäckerei: starker Energiebedarf am frühen Morgen
� Industriele Bäckerei: relativ gleichmäßiger Bezug
� Kühlhaus: gute Deckung von Bezug und Lieferung
© Energiebau – Photovoltaik und Energiespeicherung• 16.11.2016 • 15
Lastgangkurven
Uhrzeit
Leis
tun
g
00:00 06:00 12:00 18:00 24:00
Lastprofil Gewerbe: werktags (8 - 18 Uhr)
G1 Beispiele:G1 Beispiele:G1 Beispiele:G1 Beispiele:
Bürogebäude
Verwaltungen
Behörden
Krankenhäuser
Praxen
Banken
Dienstleister
© Energiebau – Photovoltaik und Energiespeicherung• 16.11.2016 • 16
Monitoring Speicher
Arbeitsweise des Speichers über zwei Tage (Privathaushalt)
© Energiebau – Photovoltaik und Energiespeicherung• 16.11.2016 • 17
Monitoring Speicher
direkte Ladung (Privathaushalt)
© Energiebau – Photovoltaik und Energiespeicherung• 16.11.2016 • 18
Monitoring Speicher
zeitversetzte Ladung (Privathaushalt)
© Energiebau – Photovoltaik und Energiespeicherung• 16.11.2016 • 19
Monitoring Speicher
Arbeitsweise des Speichers bei Abwesenheit (Privathaushalt)
© Energiebau – Photovoltaik und Energiespeicherung• 16.11.2016 • 20
Sonnenfinsternis
partielle Sonnenfinsternis in Süddeutschland am 23.3.2015
© Energiebau – Photovoltaik und Energiespeicherung• 16.11.2016 • 22
Monitoring Solarcarport
Erklärung:
5:15 – 7:30 Ladung Twizzy
8:15 – 10:45 Ladung C-Max
18:00 – 20:30 Ladung C-Max
© Energiebau – Photovoltaik und Energiespeicherung• 16.11.2016 • 23
Monitoring Solarcarport
Erklärung:
5:45 – 8:00 Ladung Twizzy
13:15 – 14:30 Ladung E-Smart
14:30 – 16:15 Ladung C-Max
© Energiebau – Photovoltaik und Energiespeicherung• 16.11.2016 • 25
Anlagenkosten netto
Private Anlage: 4 kWp
Kosten PV: 6.400 €
Speicher: 4 kWh
Kosten Speicher: 5.144 €
Gesamtkosten: 11.544 €
Datenbasis:
1.600 € / kWp
1.286 € / kWh
Gewerbliche Anlage: 99,9 kWp
Kosten PV: 111.432 €
Speicher: 8 kWh
Kosten Speicher: 8.568 €
Gesamtkosten: 120.000 €
Datenbasis:
1.099 € / kWp
1.071 € / kWh
Stand: 11.2016