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„Es herrscht noch ein großes Informationsdefizit am Markt“

„BPT-S 5 Hybrid“ von Bosch: Wechselrichter, Lithium-Ionen Batterien, Batterie- und Energiemanagement sind alle in ein Gehäuse integriert.

Der Kundenkreis für Batteriespeichersysteme entwickelt sich weg von den anfänglichen „First Movern“. Finanzielle Gründe spielen mittlerweile eine wichtigere Rolle bei der Kaufentscheidung.

Maximale Speicherkapazitäten typischer Stromspeicheranlagen bzw. -technologien, die in unterschiedlichen Einsatzfeldern heute bereits genutzt werden.

Durch den Prozess des Speicherns geht ein Teil der zugeführten Energie verloren. Besonders geringe Verluste ergeben sich bei den Kurzzeitspeichern sowie bei Lithium-Ionen-Akkus.

Armin U. Schmiegel

 

Der Eigenstromverbrauch aus selbst erzeugtem PV-Strom gewinnt mehr und mehr an Bedeutung gegenüber der Einspeisung. Batteriesysteme spielen darin eine zentrale Rolle, weil sie Stromerzeugung und -bedarf in Übereinstimmung bringen. Der Bund hat ein Förderprogramm für solche Speicher aufgelegt. Das Interesse wächst. Doch welche Systeme sind gut und woran erkennt man gut? Die IKZ-Redaktion im Interview mit Armin Schmiegel, Portfoliomanager bei der Bosch Power Tec GmbH für Innovation.

IKZ-HAUSTECHNIK: Der Bund fördert über die Kreditanstalt für Wiederaufbau seit 2013 PV-Batteriespeicher. Wie hat sich die Nachfrage seitdem entwickelt?
Armin Schmiegel: Wir haben deutlich gemerkt, dass das Speicherprogramm ein positives Signal gesetzt und den Markt belebt hat. Wir konnten einen signifikanten Anstieg der Anfragen und Bestellungen verzeichnen.
IKZ-HAUSTECHNIK: Erfordern die technischen Vorgaben zur Förderfähigkeit teurere/aufwendigere PV-Batteriespeicher?
Armin Schmiegel: Die Vorgaben zur Förderfähigkeit stellen keine besondere technische Hürde dar, sodass die Förderung nicht dazu geeignet ist, besonders aufwendige PV-Speicher zu fördern. Allerdings trifft das Sprichwort „Qualität hat seinen Preis“ auch für Batteriespeichersysteme zu. Hochwertige Komponenten, die über 20 Jahre hohen Anforderungen standhalten, unterscheiden sich preislich von Billigware. Auch schlagen sich Entwicklungskosten und aufwendige Tests im Preis nieder. Allerdings werden die Preise mit steigenden Volumina und fortschreitender Entwicklung, die permanent auf weitere Optimierung abzielt, sinken.
IKZ-HAUSTECHNIK: Welche Defizite sehen Sie am Markt?
Armin Schmiegel: Es herrscht noch ein großes Informationsdefizit am Markt. Dem Endkunden ist es nicht möglich, einzuschätzen, welches System und welche Batterietechnologie für seine Bedürfnisse das richtige ist. Ebenfalls fehlen noch Standards bezüglich der Sicherheitsanforderungen. Es gibt sehr viele neue Anbieter, die preislich interessante Systeme anbieten. Allerdings kann der Laie nicht einschätzen, ob diese auch unter Qualitäts- und Sicherheitsaspekten eine gute Inves­tition sind.
IKZ-HAUSTECHNIK: Was wären solche Qualitäts- und Sicherheitsaspekte?
Armin Schmiegel: Einige Hersteller geben keine Auskunft darüber, wer der Hersteller der Batterie ist oder machen nur unvollständige Aussagen auf dem Datenblatt. Gerade die wichtigen Größen „max. Zyklenzahl“ und „kalendarische Lebensdauer“ werden in der Regel nicht vom Hersteller durch Messungen oder differenzierte Angaben glaubhaft gemacht.
Auch beim Thema Sicherheit wird der Kunde gerne mit mehrdeutigen Informationen getäuscht. So wird beispielsweise mit einem TÜV-Siegel, das sich ausschließlich auf das leere Gehäuse bezieht, geworben. Bisher gibt es sehr wenige Hersteller, unter anderem auch Bosch, die die Sicherheit des Gesamtsystems explizit getestet und zertifiziert haben. Zukünftig wird sich dies sicherlich ändern, da erste Normungsaktiviäten gemeinsam mit verschiedenen Herstellern umgesetzt werden.
IKZ-HAUSTECHNIK: Lohnt sich für einen Kunden, aus Rentabilitätsgründen in eine teurere Batterie zu investieren?
Armin Schmiegel: Die Rentabilität eines Speichersystems steigt rapide, je länger ein System fehlerfrei läuft. Wer heute in ein hochwertiges System investiert, hat zwei Einnahmequellen: Zum einen speist er PV-Strom, der nicht im eigenen Haus verbraucht wird, zu den noch existierenden Vergütungen in das öffentliche Netz ein. Zum anderen spart er Geld, da er die Menge an Strom, die er von seinem Energieversorger kaufen muss, signifikant senkt. Da anzunehmen ist, dass die Strompreise auch in Zukunft weiter steigen werden, wird dieser Posten immer größer werden. Wir haben berechnet, dass sich die Inves­tition in ein System mit 8,8 kWh aus unserem Hause bereits nach 11 Jahren amortisiert hat. Da unsere Systeme für eine lange Lebenszeit ausgelegt sind, streicht der Anlagenbesitzer nach dem 11. Jahr weitere Gewinne ein.
IKZ-HAUSTECHNIK: Wie bieten Sie den Batteriespeicher an, einzeln oder im Komplettsystem?
Armin Schmiegel: Unser „BPT-S 5 Hybrid“ ist ein vollintegriertes Komplettsystem. Das heißt Wechselrichter, Lithium-Ionen Batterien, Batterie- und Energiemanagement sind alle in ein Gehäuse integriert.
IKZ-HAUSTECHNIK: Was kostet die Speicherung einer Kilowattstunde Sonnenstrom in ihrem Batteriesystem?
Armin Schmiegel: Die Speicherkosten liegen bei 14 ct/kWh. Dabei muss bei der Berechnung darauf geachtet werden, dass die PV-Wechselrichterkomponente herausgerechnet wird, da die Erzeugungskosten ansonsten mit den Speicherkosten gemischt werden.
IKZ-HAUSTECHNIK: Bietet das System Solarprognosen?
Armin Schmiegel: Nein. Eine solche Funktion würde Anlagenbetreibern unseres Systems keinen Mehrwert bieten. Wir bieten auch kein Energiemanagement an, wonach bestimmte Verbraucher nur zu bestimmten Zeiten betrieben werden. Ein Vorteil unseres Geräts ist, dass Hausbesitzer ihren Alltag in keiner Weise verändern müssen. So konnten wir nachweisen, dass der Eigenverbrauch mit einem Solarstromspeicher höher ist, als wenn ein Energiemanagement im Haus zum Einsatz kommt.
IKZ-HAUSTECHNIK: Was ließe sich im Inselbetrieb mit diesem System im Haus betreiben und wie lange, beispielsweise Föhn, Geschirrspüler, Waschmaschine?
Armin Schmiegel: Der durchschnittliche Stromverbrauch eines Haushalts liegt bei 10 bis 15 kWh pro Tag. Wobei die Hälfte des Verbrauchs auf die Nacht entfällt. Bei einer Speicherkapazität von 5 bis 7 kWh und einer Solargeneratorleistung von 5 kWp kann in Sommermonaten eine 100% Autarkie erreicht werden.
IKZ-HAUSTECHNIK: Der „BPT-S 5 Hybrid“ basiert auf Gleichstrom. Was spricht aus Ihrer Sicht dafür?
Armin Schmiegel:
DC-Systeme haben den Vorteil, dass ein Wandlungsschritt von Gleich- in Wechselstrom und zurück entfällt, welcher Auswirkungen auf den Gesamtwirkungsgrad des Systems hat. Wechselstrom-, also AC-Systeme, haben den Vorteil, dass mit ihnen PV-Anlagen nachrüstbar sind.
IKZ-HAUSTECHNIK: Warum geht das mit DC-Systemen nicht?
Armin Schmiegel: Bei Gleichstrom-Systemen ist der PV-Wechselrichter im System integriert, d.h. er ist integraler Bestandteil des Systems.
IKZ-HAUSTECHNIK: Möglicherweise wird die Eigenstromnutzung selbst bei den Anlagenbetreibern interessant, deren PV-Strom im Vergleich zum jetzigen EEG noch relativ hoch vergütet wird. Ein anderer Fall: Anlagen, die aus der Vergütung herausfallen, weil sie bald die 20 Jahre voll haben. Können die Batterien im PV-Bestand nachgerüstet werden?
Armin Schmiegel: Ja. Allerdings muss berücksichtigt werden, dass es sich bei dem „BPT-S 5 Hybrid“ um ein vollintegriertes System handelt. Ggf. müsste deshalb ein bereits vorhandener Wechselrichter durch das Speichersystem ersetzt werden.
IKZ-HAUSTECHNIK: Wie bedeutsam ist der Wirkungsgrad der Batterie in der Gesamtbetrachtung?
Armin Schmiegel: Mit steigenden Strompreisen wird die gespeicherte Kilowattstunde immer wertvoller, daher schlägt ein höherer Wirkungsgrad auch finanziell zu Buche. Es reicht hier allerdings nicht, allein den Wirkungsgrad der Batterie zu betrachten. Es muss immer die gesamte Prozesskette, also der Systemwirkungsgrad, beachtet werden.
IKZ-HAUSTECHNIK: Welcher Systemwirkungsgrad sollte es denn mindestens sein?
Armin Schmiegel: Bei Speichersystemen kann man zwischen zwei Effizienzen unterscheiden. Die Energieeffizienz sagt aus, wie viel von der vorhandenen Solarleistung auch ins Netz eingespeist wurde. Diese liegt aufgrund des Speicheranteils unter dem eines normalen Wechselrichters. Sie sollte oberhalb von 80% liegen. Bei „BPT-S 5 Hybrid“ konnten wir in unseren Feldtests Werte zwischen 85 und 92% beobachten. Der zweite Wert ergibt sich aus der Regelabweichung von einem idealen, optimierten System. Auch dieser Wert sollte über 80% liegen. Labortests haben gezeigt, dass wir auch hier mehr als 80% erreichen konnten.
IKZ-HAUSTECHNIK: Wie lange halten die Batterien oder anders: Wie viele Zyklen sind möglich, bis die Speicherkapazität merklich nachlässt?
Armin Schmiegel: Unabhängige Testinstitute haben gemessen, dass unser System mindestens 6000 Zyklen ohne Leis­tungsverlust bewältigen. Das entspricht einer Lebensdauer von mindestens 20 Jahren.
IKZ-HAUSTECHNIK: Was sind die Motive der Käufer derzeit, die sich einen PV-Batteriespeicher zulegen? Einsparung von Stromkos­ten und auf Sicht die Amortisation der Investition plus eine kleine Rendite oder reine Idealisten oder Technikfreaks? Wer ist die typische Käuferklientel derzeit?
Armin Schmiegel: Der Kundenkreis für Batteriespeichersysteme entwickelt sich weg von den anfänglichen „First Movern“. Diese sind schlichtweg begeistert von der Technologie, bzw. angetan von der Idee, sich weitgehend unabhängig von den Energieversorgern zu machen. Mittlerweile ist zu beobachten, dass die finanziellen Gründe eine wichtigere Rolle bei der Kaufentscheidung spielen. Die Schulungen, die wir zum Thema Wirtschaftlichkeit anbieten, werden gut angenommen.
IKZ-HAUSTECHNIK: Wie sieht die Wirtschaftlichkeitsberechnung für Ihr System aus, was sind die zugrunde gelegten Annahmen?
Armin Schmiegel: Solarstromspeichersys­teme haben zwei Einnahmequellen: Die gesparten Stromkosten und den Verkauf von Überschussproduktion. Ausgehend von einer Strompreissteigerung von 4,4% – 2% Inflation plus 2,4% Preissteigerung – und einem Marktzins von 2,5%, liegt die Rückflussdauer für eine 6,2-kWp-Anlage und einem Haushalt mit 4500 kWh Jahresverbrauch bei 10 bis 12 Jahren. Dabei liegt die mittlere jährliche Ausschüttungsrendite bei 7 bis 8%.

www.bosch-power-tec.com/de/

 

 

Voller Speicher – aber welcher?

Es gibt unterschiedliche Speichersysteme für Strom aus Erneuerbaren Energien. Bei PV-Anlagen kommen in der Regel elektro­chemische Speicher zum Einsatz. Sie unterteilen sich in die Typen Lithium-Ionen-Akkus, Blei-Säure-Akkus bzw. Blei-Gel-Akkus sowie Redox-Flow. Der Vorteil von Blei-Säure/Gel-Akkus ist, dass sie seit Jahren eingeführt sind und zu relativ niedrigen Preisen zu haben sind. Ihr Nachteil: Sie reagieren relativ träge und ihr Wirkungsgrad ist relativ geringer als der von Lithium-Ionen. Außerdem verlieren die Blei-Gel-Akkus bereits nach zehn Jahren an Kapazität, wohingegen die Anbieter von Lithium-Ionen-Akkus mit einer Lebensdauer bei durchschnittlichem Betrieb von mindestens 20 Jahren werben. Auch ist der Preis von Lithium-Ionen-Akkus noch relativ hoch. Redox-Flow-Batterien befinden sich nach wie vor im Erprobungsstadium.

 

 

Zur Person

Armin U. Schmiegel ist promovierter Physiker und als Portfoliomanager bei der Bosch Power Tec GmbH für Innovation zuständig. Seit 2008 begleitete er in verschiedenen Managementfunktionen die Entwicklung und Markteinführung des „BPT-S 5 Hybrid“, dem PV-Speichersystem der Bosch Power Tec. Er ist Autor und Co-Autor von verschiedenen Fachartikeln und Konferenzbeiträgen zum Thema PV-Speichersysteme und deren Auswirkungen auf das Verteilnetz.

 


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