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trawa
Wissenswertes über Batteriespeicher und ihre Funktionen
Batteriespeicher sind Stromspeicher: Sie können Strom flexibel aufnehmen und bei Bedarf wieder abgeben und so als Speicherlösung für das Eigenheim, als Energiespeicher für gewerbliche Zwecke oder als Speicherkraftwerk zur Energieversorgung dienen. Ihr Einsatzort und ihr Zeck bestimmen die Größe des Batteriespeichers und die Bauart. Je nach Einsatzzweck gibt es Batterien mit unterschiedlichen Speicherkapazitäten.
Ebenso gibt es Unterschiede in der Leistung, also der Geschwindigkeit, mit der die Batteriespeicher Energie wieder abgeben. Batteriespeicher übernehmen wichtige Funktionen für die Energiewende, die Integration erneuerbarer Energien und die Transformation des Energiesystems.
Sie können zudem das Angebot und die Nachfrage von Strom ausbalancieren helfen, verschiedene Aufgaben im Stromnetz wahrnehmen und Systemdienstleistungen, wie Frequenzregelung, Momentanreserve oder Schwarzstartfähigkeit erbringen.
Ihre Dienste können auf verschiedenen Märkten angeboten werden. Dazu zählen Märkte für Systemdienstleistungen, Kapazitätsmärkte oder Großhandelsstrommärkte. Die Leistung von Batteriespeichern kann somit unterschiedlich genutzt und vermarktet werden. Je nach Art der Anwendung werden Batteriespeicher konfiguriert und haben spezifische regulatorische Anforderungen zu erfüllen.
Bauweise und Bestandteile von Batteriespeichern
Batteriespeicher bestehen aus unterschiedlichen Komponenten. Dazu gehören die folgenden:
Batteriemanagementsysteme:
Als Steuerungszentrale eines Batteriespeichers regeln sie das Laden und Entladen der Batterie.
Sie sorgen für eine optimale Leistung durch die jeweilige Aufnahme bzw. Abgabe des Stroms.
Leistungselektronik:
Hierunter fallen Strom- und Wechselrichter. Sie wandeln beispielsweise den von PV-Anlagen erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom um, damit dieser lokal genutzt oder ins Stromnetz eingespeist werden kann.
Mess- und Kommunikationstechnik:
Digitale Kommunikationsmedien bilden die Informationsbasis und dienen dem Ermitteln von Daten,
die über ein Smart-Meter-Gateway an Netz- und Anlagenbetreiber weitergeleitet werden.
Spezielle Software zur Marktteilnahme:
Um die Leistung von Batteriespeichern zu vermarkten, braucht es spezielle Software-Lösungen.
Diese sorgt dafür, dass der Batteriespeicher steuerbar ist und Echtzeitdaten an Vermarkter vermittelt werden, um verfügbare Kapazitäten zu handeln. Der Batteriespeicher kann so auch für Arbitragegeschäfte am Großhandelsmarkt genutzt werden.
Im Wechselspiel zwischen Erzeugung und Verbrauch übernehmen Batteriespeicher und intelligente Steuerung wichtige Funktionen. Daraus ergeben sich neue Einnahmeoptionen, wodurch sich mit der Volatilität am Strommarkt Geld verdienen lässt.
Aktueller Stand der Technik und Marktlage
Die Speichertechnik hat sich in den letzten Jahren rasant entwickelt. Inzwischen gibt es zahlreiche unterschiedliche Batteriespeicher am Markt. Allerdings unterscheiden sich die Speicherlösungen hinsichtlich des Stands der Technik und den Möglichkeiten für eine wirtschaftliche Nutzung.
Lithium-Ionen-Batterien
Die größten Durchbrüche erzielte in den letzten Jahren die Lithium-Ionen-Batteriespeichertechnik. Lithium-Ionen-Akkus zeichnen sich durch eine lange Lebensdauer und einen sehr hohen Wirkungsgrad aus. Dieser liegt bei circa 95 Prozent. Sie können ihre gespeicherte Energie fast vollständig wieder abgeben.
Lithium-Ionen-Batterien sind weit verbreitet und aus keinem Smartphone, Tablet oder Notebook mehr
wegzudenken. Ebenso werden sie derzeit für Elektrofahrzeuge wie E-Bikes, E-Scooter oder E-Pkw genutzt.
Ein weiteres großes Einsatzgebiet für Lithium-Ionen-Batterien bildet die Integration von erneuerbaren Energien und damit für den stationären Stromspeichermarkt.
Gravierende Nachteile der Lithium-Ionen-Batteriespeichertechnik sind jedoch ihre Auswirkungen auf die Umwelt und der schwierige Zugang sowie die Gewinnung des Rohstoffs Lithiums.
Produktion eigener erneuerbarer Energie
Natrium-Ionen-Akkus ähneln dem Aufbau von Lithium-Ionen-Akkus. Nur kommen sie ohne den kritischen Rohstoff Lithium aus. Dafür ist ihre Energiedichte geringer. Sie eignen sich vor allem für den stationären Einsatz.
Da die Technik noch recht jung ist, kann künftig mit weiteren technologischen Sprüngen,
Skalierungseffekten und sinkenden Preisen gerechnet werden.
Natrium-Schwefel-Batterien
Natrium-Schwefel-Batterien verfügen über eine hohe Energiedichte. Sie zeichnen sich durch
Langlebigkeit und Zuverlässigkeit aus. Zudem gelten sie als betriebssicher.
Allerdings sind sie teuer und benötigen spezifische Bedingungen, um große Mengen Energie
speichern zu können.
Bleiakkumulatoren
Blei-Akkus sind neben Lithium-Ionen-Akkus ebenfalls weit verbreitet. Es gibt sie schon lange und sie haben sich in einer Vielzahl von Anwendungen bewährt. Sie benötigen keine kritischen Rohstoffe und sind preiswert. Allerdings sind Blei-Akkus auch deutlich schwerer und größer als Lithium-Ionen-Akkus.
Sie verfügen über eine kürzere Lebensdauer und haben einen niedrigeren Wirkungsgrad. Dieser liegt bei circa 80 Prozent.
Redox-Flow-Batterien
Im Gegensatz zu den Feststoffbatterien kommen bei Redox-Flow-Batterien flüssige Elektrolyte zum Einsatz, um Energie zu speichern. Die Elektrolyte befinden sich in Tanks außerhalb der Batteriezelle. Hier wandeln sie Strom in chemische Energie um. Daher können Leistung und Kapazität entsprechend frei und unabhängig voneinander festgelegt werden.
Damit können Redox-Flow-Batterien für unterschiedliche Anwendungszwecke konfiguriert werden und übersteigen die Lebensdauer von Lithium-Ionen-Akkus.
Allerdings befindet sich die Technologie noch im Entwicklungsstadium und unterschiedliche Elektrolyte werden noch erforscht. Für die Zukunft versprechen sie jedoch vielfältige Anwendungsoptionen, da sie sich zur kurz- als auch langfristigen Speicherung von Energie eignen und damit vielseitig und flexibel einsetzbar sind.
Da an Batteriespeichern weltweit Unternehmen und Forschungseinrichtungen forschen, ist mit weiteren Techniksprüngen und Verbesserungen bei der Speichertechnik fest zu rechnen.
Für die praktische Anwendung eignen sich derzeit vor allem die ausgereiften Batteriespeicher-Technologien. Bei der Wahl der jeweiligen Batteriespeichertechnik sind Einsatzzweck, Anwendungsfall und vorherrschende Marktbedingungen zu berücksichtigen.
Vorteile von Batteriespeichern für Gewerbe und Industrie
Batteriespeicher leisten künftig einen wichtigen Beitrag zur Netzstabilität und sind damit ein Schlüsselelement für die Transformation des Energiesystems.
Für Unternehmen sind Batteriespeicher bereits heute eine sinnvolle Ergänzung, wenn es um die Eigenversorgung
mit Strom geht.
Darüber hinaus bieten sie verschiedene Vermarktungsoptionen des gespeicherten Stroms. Unternehmen können daher in jedem Fall von einer Investition in Batteriespeicher profitieren.
Folgende Vorteile bringen Batteriespeicher für Gewerbebetriebe und Industrieunternehmen:
Lokale Stromproduktion
Durch eine optimierte Steuerung – beispielsweise von Solaranlagen – können Unternehmen mithilfe
von Batteriespeichern ihren Eigenverbrauch maximieren und dadurch signifikante Kostenersparnisse erzielen. Zum Beispiel fallen dadurch weniger Netzentgelte an, die ein zentraler Bestandteil des Strompreises sind.
Vermarktung von PV-Überschüssen:
Durch Einsatz maßgeschneiderter intelligenter Software-Lösungen können Überschüsse vermarktet
und zusätzliche Einnahmen generiert werden.
Optimierte Reststromversorgung
Durch den Einsatz von Batteriespeichern können Unternehmen ihren Eigenverbrauch aus erneuerbaren Energien erhöhen und müssen so weniger Strom aus dem Netz beziehen. Zugleich unterstützen Batteriespeicher dabei, den Reststrombezug aus dem Netz durch Einsatz von Software zu optimieren.
Flexible Energieressourcen
Durch Integration weiterer elektrischer Verbraucher wie E-Fuhrparks und E-Ladesäulen können Unternehmen ihre Energieversorgung weiter optimieren und Energiekosten reduzieren. Ein flexibler Verbrauch von Strom, beispielsweise durch Anpassung der Produktionszeiten, begünstigt zudem den Bezug von günstigem Grünstrom in Unternehmen.
Energiemanagement
Der Einsatz von Energiemanagement-Lösungen hilft dabei, die Transparenz über die Stromverbräuche zu behalten, diese zu überwachen und automatisiert zu steuern.
Fazit
Die Batteriespeichertechnik hat in den letzten Jahren große Sprünge gemacht. Flexible Batteriespeicherlösungen sind am Markt verfügbar und die Preise für Batteriespeicher deutlich gesunken.
Für Gewerbebetriebe und Industrieunternehmen ergeben sich daraus vielfältige Vorteile sowie Nutzungsoptionen, denn Batteriespeicher unterstützen sie dabei, ihren selbst erzeugten Grünstrom bestmöglich zu nutzen und von verschiedenen Vermarktungsoptionen zu profitieren.
Damit können Batteriespeicher ein zentraler Bestandteil einer ganzheitlichen Energiewende-Strategie sein, durch die Unternehmen Energiekosten sparen, zusätzliche Einnahmen generieren und sich unabhängiger von Strommärkten und Energieversorgern machen.
Somit gibt es gute Gründe für Industrieunternehmen und Gewerbebetriebe, nicht nur in erneuerbare Energien, sondern auch in Batteriespeicher zu investieren.
