Heizung & Energie | Messen, Steuern, Regeln | 04.07.2014

Speichern & Nutzen anstatt Einspeisen

Solarstrom sinnvoll nutzen
Projekt Stromspeichersiedlung Norderstedt

Die EEG-Vergütung für die Stromeinspeisung in das öffentliche Netz ist für neue PV-Anlagen signifikant zurückgefahren worden. Dadurch rückt der Eigenverbrauch des selbst erzeugten Stroms in den Vordergrund. Damit lassen sich nicht nur die eigenen Stromkosten senken, auch das Stromnetz wird entlastet.

  • Solardorf Müllerstraße Quelle: Bernhard Luther

  • Grafik Abbildungen: E3/DC GmbH

  • Grafik Abbildungen: E3/DC GmbH

  • Übersichtsplan Solardorf Müllerstraße Abbildungen: E3/DC GmbH

  • Haus-zu-Haus Stromvernetzung Müllerstraße Abbildungen: E3/DC GmbH

  • Hauskraft- werk Abbildung: E3/DC GmbH

  • Funktionsweise Abbildung: E3/DC GmbH

  • Eigenstromquoten Abbildung: E3/DC GmbH

Die vormals auf Jahre gesicherte Einspeisevergütung nach dem EEG (Erneuerbare-Energien-Gesetz) von Strom aus erneuerbaren Energien läuft langsam aber sicher aus. Neue (Solar-)Anlagen erhalten nur noch einen Bruchteil der einstigen Vergütungshöhe – mit weiterhin sinkender Tendenz. Zukunft haben integrierte Systeme, die aus Photovoltaikanlage und Stromspeicher bestehen. Damit das Solarkraftwerk im Eigenheim auch dann noch Strom liefert, wenn die Sonne nicht scheint und der Strom dann abgerufen werden kann, wenn er benötigt wird, bedarf es einer inhäusigen Batterielösung.

Know-how aus der Automobilbranche

Der Hersteller E3/DC GmbH (www.e3dc.com) entwickelt und produziert seinen hauseigenen Stromspeicher in Deutschland. Das dreiphasige DC-Stromspeichersystem ist modular aufgebaut und erweiterbar. Die Batterietechnik entstammt aus der Forschung automobiler Elektromobilität. Die Speichereinheit basiert auf der Lithium-Ionen-Technologie von Sanyo/Panasonic aus Japan, die auf permanentes Laden und Entladen ausgelegt ist. Doch das Hauskraftwerk ist mehr als nur ein Energiespeicher: integriert arbeitet ein Solarstrom- und Batteriewechselrichter für sämtliche Spannungslagen und Technologien, die von einem Computer mit Internet­anbindung gesteuert werden. Dabei wird der komplette Hausstrom zentral erfasst, gesteuert, gespeichert und/oder ab­gerufen. Das Leistungspaket reicht bis 12 kW AC (Wechselstromspannung) und 13,8 kWh Stromspeicher, wobei auch sogenannter „bunter Strom“ (= Wechsel- & Gleichstrom im Parallelmodus) verarbeitet werden kann. Diese Vernetzung in einem solchen „smarten“ (= intelligenten) Gesamtsystem ermöglicht es – je nach Haushalt, Leistung der PV-Anlage und Bewohnerverhalten – bis zu 80 % des jährlichen Strombedarfs selbst zu decken. Die Kosten für den hauseigenen Stromspeicher, der die Stromversorgung vollautomatisch regelt, liegen inkl. Installation bei knapp 10 000 €.

Kompakt, sicher und leise 

Die Speicher- und Steuerungseinheit, die über den Fachhandel und Installationspartner vertrieben wird, ist für Ein­fa­mi­lien­häuser und kleine gewerbliche Objekte ausgelegt. Deren Platzbedarf ist überschaubar: Das Gerät misst 1 x 1 x 0,4 m und wiegt inkl. Batterie, Wandhalterung oder Standfuß ca. 190 kg. Die Leistungselektronik (Wechselrichter + Batteriewandler) gibt Wärme ab, die durch Kühlkörper und gesicherte Abstandshaltungen neutralisiert wird. Die Batterie verfügt beim kleinen Modell über ein Speichervolumen von 5,4 kWh und ist modular erweiterbar. Eine Schutzkleinspannung und eine magnetische Isolation sorgen für Berührschutz und Kindersicherheit. Das Hausspeicherkraftwerk, dessen EMV-Emissionen (Elektrosmog) im unteren Normbereich liegen, verrichtet seine Dienste bei 35 dB – das entspricht in etwa der Geräuschkulisse einer Bücherei. Über ein Touchscreen können sämtliche Funktionen, wie z.B. Solarleistung, Batterieladezustand und Stromeinspeisung bzw. -bezug, abgerufen werden, zudem ist auch eine Fernbedienung via PC oder Smartphone möglich. Mittels moderner Systemsteuerung wird der Strom exakt dann gespeichert, wenn der eigene Bedarf gedeckt ist, und dann zeitversetzt abgerufen, wenn er benötigt wird. Der Hersteller gewährt sieben Jahre Garantie. Die reale Laufzeit des Alleskönners, der auch in Systeme der Kraft-Wärme-Kopplung oder Kleinwindanlagen integriert werden kann, wird sich allerdings erst in den kommenden Jahren herauskristallisieren.

Stromspeichersiedlung Norderstedt 

Nördlich von Hamburg entsteht derzeit eine solare Mustersiedlung, die Ende diesen / Anfang nächsten Jahres fertiggestellt sein soll. In Norderstedt hat eine Immobilienfirma ein Konzept entwickelt, bei dem mittels Solarstrom und Hausstromspeicher ein höchstmöglicher Grad an energetischer Autarkie erzielt werden soll. Jedes der 28 Gebäude im „Solardorf Müllerstraße“, die mindestens im KfW-70-Standard errichtet werden, verfügt über eine eigene Photovoltaikanlage, einen eigenen Hausstromspeicher und, als sozusagen „mobiler Stromspeicher“, ein kleines Elektroauto. Die Häuser sind untereinander über ein lokales Smart Grid vernetzt. Die vernetzten Hauskraftwerke messen permanent Stromproduktion und -verbrauch in der Siedlung und steuern bei Bedarf dementsprechend die Energieflüsse, bis hin zu den in das System integrierten Ladesta­tio­nen der rückspeisefähigen Elektroautos. Der E3/DC-Gründer und -Geschäftsführer, Dr. Andreas Piepenbrink, weist darauf hin, dass „die entscheidende Innova­tions­kraft darin liegt, dass wir mit dem ‚S10-System‘ jeden Strom, egal ob AC oder DC, speichern, abrufen und an die Nachbarhäuser abgeben können.“

Energetisches Versorgungsmosaik 

Jedes Dach trägt eine Photovoltaikanlage mit einer Mindestleistung von 3,6 kWp. Zum Versorgungsmosaik gehört auch ein erdgasbetriebenes Blockheizkraftwerk (BHKW) in einer nahegelegenen Schule, das in einem Prozess Strom und Wärme erzeugt. Die Hausstromspeicher mit einer jeweiligen Leistung von 8,1 kW (AC/DC) verarbeiten in einem vollautomatischen Mischbetrieb sowohl den DC-Solarstrom als auch den AC-BHKW-Strom und stellen dadurch leistungselektronisch die bedarfsgerechte Versorgung sämtlicher Haushalte mit Strom sicher. Die Batterien der Elektroautos fungieren im Gesamtkonzept als Zwischenspeicher für den zeitweilig erzeugten Stromüberschuss als eine Art dritte Energiequelle. Dabei kann jeder Bewohner über die vernetzte Haussystemtechnik seinen eigenen Verbrauch nachvollziehen und z.B. bei Bedarf den Speicher seines Elektroautos dann im System anmelden und vollladen, wenn eine entsprechende Fahrtstrecke zu bewältigen ist.

In diesem Szenario erweist sich die Rückspeisefähigkeit der Batterien der Elektroautos als vorteilhaft. Die Wartung und Betreuung des Stromspeichersystems erfolgt über eine Fernwartung im Bilanzkreis des Betreibers. In das Projekt sind insgesamt 40 Unternehmen sowie die Stadt Norderstedt involviert. Insbesondere die langjährig angesetzten Leistungsmessungen von Stromproduk­tion und Verbrauchsverhalten werden von Interesse sein und darüber entscheiden, ob aus dem Siedlungsprototypen eine Art städtebaulich-energetische Serie entsteht.

Sinnvoll gefördert 

Seit Mai 2013 werden stationäre Batterie­speichersysteme über das KfW-Programm (Kreditanstalt für Wiederaufbau) „Erneuerbare Energien Speicher“ mit zinsgünstigen Krediten öffentlich gefördert. Zudem können direkte Tilgungszuschüsse vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau- und Reaktorsicherheit (BMUB) beantragt werden, die max. 30 % des Kreditvolumens umfassen. Die Tilgungszuschüsse des BMUB werden für die Investition in ein stationäres Batteriespeichersystem und nicht für die Investi­tion in eine PV-Anlage gewährt. Der Kredit hingegen kann für die Gesamt­investition beantragt werden, wobei die installierte Leistung der PV-Anlage, die mit dem Batteriespeichersystem verbunden wird, 30 kWp (Kilowattpeak) nicht überschreiten darf. Dabei wird der Kauf eines Stromspeichers mit bis zu 660 € je kW Solarleistung bezuschusst.

Fazit

Der hauseigenen Stromproduktion und -speicherung gehört die Zukunft. Der selbst erzeugte Strom wird direkt am Ort der Herstellung verbraucht – sinnvoller geht es nicht. Dadurch wird der Strombezug aus dem öffentlichen Netz verringert und selbiges entlastet. Zudem tragen Batteriespeicher dazu bei, die gleichmäßige Spannung und Frequenz der Stromnetze zu halten und übernehmen damit wichtige Aufgaben für das Netzmanagement im Gesamtkontext der Energiewende.

Autor: Marc Wilhelm Lennartz
Unabhängiger Fachjournalist
(www.mwl-sapere-aude.com)
Polch-Ruitsch

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