Eigendeckung Energiespeicher

Heimspeicher oder Quartierspeicher

EEG 2017 Änderungen und Vergütungssätze

Neben der Windenergie gilt die Photovoltaik als die wichtigste Säule in der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien. Bei beiden Technologien wird der Strom den Wetterbedingungen entsprechend schwankend erzeugt. Strahlt die Sonne vom Himmel, produzieren PV-Anlagen Spitzenerträge und speisen überdurchschnittlich große Mengen an Solarstrom in das öffentliche Netz ein. Das kann – gerade bei einer hohen Dichte an PV-Anlagen – die Stromnetze an ihre Belastungsgrenze bringen. Gleichzeitig soll im Sinne der Energiewende möglichst viel Solarstrom in den Gebäuden selbst verbraucht werden. Die Lösung sind Batteriespeicher zur Erhöhung des Eigenverbrauchs von selbst erzeugtem Strom und zur Entlastung des öffentlichen Stromnetzes. Dabei dreht es sich vor allem um die Frage, ob Heimspeicher oder Quartierspeicher die sinnvollere Lösung sind. Eine dritte Option sind virtuelle Großspeicher, bei denen zahlreiche dezentrale Speicher über ein gemeinsames Energiemanagementsystem zusammen betrieben werden.

Individuelle oder gemeinschaftliche Energiespeicherung

Als Heimspeicher werden kleinere Batteriespeicher bezeichnet, die eine Speicherkapazität bis etwa 20 Kilowattstunden haben und die in Einfamilienhäusern aufgestellt und zusammen mit einer PV-Anlage betrieben werden. Erzeugt die Photovoltaikanlage auf dem Eigenheim Strom, so wird dieser zunächst im Haushalt verbraucht. Ist der Strombedarf dort gedeckt, wird der Solarstrom in der Batterie zwischengespeichert. Der gespeicherte Strom wird je nach Bedarf an die elektrischen Verbraucher im Haus wieder abgegeben, zum Beispiel abends und nachts, wenn die PV-Anlage keinen Strom erzeugt.

Heimspeicher oder Quartierspeicher - Stromspeicher für die lokale EnergiewendeWährend Heimspeicher lediglich für ein Gebäude installiert werden, bezeichnen Quartierspeicher größere Einheiten. Diese Speicher – je nach Aufstellort auch Stadtteil- oder Ortsspeicher genannt – haben eine deutlich höhere Speicherkapazität, und sie sind an mehrere Photovoltaikanlagen oder auch Blockheizkraftwerke gekoppelt. Ein Beispiel könnte sein, dass eine Genossenschaft von PV-Anlagenbetreibern, deren Anlagen an dasselbe Ortsnetz angeschlossen sind, gemeinsam einen Quartierspeicher betreibt. Die Funktionen des Großspeichers entsprechen im Wesentlichen denen der kleineren Heimspeicher. Allerdings würde der Quartierspeicher die Energie direkt an das Netz und nicht an die einzelnen Genossenschaftsmitglieder abgeben.

Speicher entlasten das Stromnetz

Neben der Erhöhung des Eigenverbrauchs von regenerativ erzeugtem Strom ist die Entlastung beziehungsweise Stabilisierung des öffentlichen Stromnetzes eine zentrale Aufgabe von Speichersystemen. So speisen Photovoltaikanlagen, wie oben erwähnt, an sonnenreichen Tagen in der Mittagszeit große Mengen an Solarstrom in das Netz ein. Das führt zu so genannten Stromspitzen, die Netzengpässe zur Folge haben können. Denn die Verteilnetze, das heißt die unterste Ebene des öffentlichen Stromnetzes, sind technisch nicht für die Aufnahme von regenerativem Strom konzipiert. Sie wurden ursprünglich für das Verteilen von Strom aus Großkraftwerken entwickelt und ausgelegt.

Um dieser Herausforderung gerecht zu werden, können Stromnetze ausgebaut werden, so dass ihre Aufnahmekapazität steigt. Der Ausbau regionaler Netze ist jedoch teuer und braucht viel Zeit. Ein anderer Weg, die Netze stabil zu halten, ist die netzdienliche Betriebsweise von regenerativen Anlagen. Laut Gesetzgeber müssen Photovoltaikanlagen vom Netzbetreiber regelbar sein, so dass die Einspeisung gedrosselt werden kann, wenn zu viel regenerativer Strom eingespeist werden soll. Dies wird als „Peak shaving“ bezeichnet, also die Kürzung von (Strom)Spitzen.

Da Stromspeicher die Einspeisung von PV-Strom in sonnenreichen Stunden vermeiden beziehungsweise verringern können und so die Netzbelastung reduzieren, leisten sie einen Beitrag zu lokalen Energiewende.

Viele Heimspeicher – wenige Quartierspeicher

Ende 2015 waren nach Angaben des Bundesverbandes Solarwirtschaft rund 34.000 Heimspeicher in Deutschland installiert. Hingegen gibt es nur wenige Quartierspeicher, die im Betrieb sind. Bei ihnen handelt es sich um Pilotprojekte, mit denen der Betrieb solcher Großspeicher und ihre Versorgung von zahlreichen Abnehmern erprobt werden sollen. Ein Beispiel: Bei dem Pilotvorhaben eines südwestdeutschen Energieversorgers sind 14 private Haushalte und vier Gewerbebetriebe an einen Lithium-Ionen-Speicher mit einer Kapazität von 100 kWh angeschlossen. Den Strom bezieht der Großspeicher aus Solarstromanlagen und Blockheizkraftwerken. Seine Kapazität kann noch um das Fünffache aufgestockt werden.

Darüber hinaus gibt es erste Studien, in denen die Kosten und der Nutzen von Heim- und Quartierspeichern ermittelt und gegenübergestellt werden.

Demnach haben Quartierspeicher vor allem den Vorteil, dass bei ihnen die spezifischen Investitionskosten je Kilowattstunde Speicherkapazität niedriger sind als bei Heimspeichern. Das erklärt sich durch die Größe dieser Speichersysteme.

Weiterhin können sie die Speicherkapazität besser ausnutzen. Dies liegt an den unterschiedlichen Lastgängen in Haushalten und Erzeugungsprofilen von PV-Anlagen. Heimspeicher werden aufgrund des Verbrauchs im Laufe eines Tages, aber auch eines Jahres – zum Beispiel durch Berufstätigkeit, Urlaube oder geringe Solarstromerzeugung im Winter – oft nur in Teillast betrieben. Trotzdem muss der Heimspeicher eine gewisse Kapazität haben, um die gewünschte Autarkiequote zu erreichen. Beim Quartierspeicher heben sich diese unterschiedlichen Lastgänge und Bedarfe teilweise auf und führen in der Summe dazu, dass die Speicherkapazität zur Versorgung der gleichen Zahl an Abnehmern kleiner sein kann. Dies haben zumindest Studien ergeben.

Wenn Lastprofile sich ändern

Außerdem können Quartierspeicher dauerhafte Veränderungen in den Lastprofilen einfacher auffangen. Wenn sich in einem Haushalt der Stromverbrauch deutlich erhöht, zum Beispiel, weil ein Elektroauto angeschafft wurde, kann die Kapazität des Heimspeichers schnell zu klein werden. Es sei denn, der Anlagenbetreiber hat gleich einen erweiterbaren Speicher installiert und kann die Kapazität durch zusätzliche Batteriemodule einfach aufstocken. Wenn sich der Stromverbrauch aber verringert, zum Beispiel, weil die Kinder ausziehen, kann die Speicherkapazität zu groß sein, was die Wirtschaftlichkeit beeinträchtigt.
Bei der Dimensionierung eines Großspeichers werden die unterschiedlichen Lastprofile gleich einkalkuliert. Veränderungen dieser Art heben sich durch die Vielzahl der Vertragspartner gegenseitig auf.

Als weiterer Vorteil von Quartierspeichern wurde in Umfragen genannt, dass die Steuerung und Verwaltung durch den Betreiber erfolgt.

„EEG-Vorteil“ für Heimspeicher

Den Vorteilen steht gegenüber, dass bei Quartierspeichern Netzentgelte, die EEG-Umlage und Stromsteuer anfallen. Bei Heimspeichern müssen diese nicht entrichtet werden (Stand: Mai 2016). Außerdem gibt es bisher noch kein Geschäftsmodell für gemeinsam betriebene Großspeicher. Wenn Netzbetreiber oder Energieversorger die zwei Aufgaben angehen wollen – Stabilisierung des Netzes oder Netzausbau –, so haben sie andere Möglichkeiten. Die Kosten für einen eventuellen Netzausbau können sie auf die Verbraucher umlegen. Und zur Vermeidung von Stromspitzen können sie die Einspeiseleistung von regenerativen Anlagen begrenzen. Dazu kommt, dass es bisher noch keinen rechtlichen Rahmen für die gemeinschaftliche Stromspeicherung gibt.

Heimspeicher vermindern Strombezug vom Versorger

netzdienlicher Speicher

Mit Heim-Stromspeichern leichter zu realisieren: Die Eigenversorgung mit selbst erzeugten PV-Strom

Bei Heimspeichern hingegen liegt die Motivation für die Kaufentscheidung auf der Hand. Durch die Zwischenspeicherung kann mehr Solarstrom vom eigenen Dach selbst genutzt werden. Da dieser mittlerweile günstiger ist als Strom aus dem öffentlichen Netz, können so die Energiekosten reduziert werden.
Die kleinen Speicher haben weiterhin den Vorteil, dass sie in einer großen technischen Bandbreite und zu immer günstiger werdenden Preisen auf dem Markt erhältlich sind. Darüber hinaus sind Heimspeicher einfach zu installieren und zu betreiben.

Virtuelle Großspeicher verbinden Vorteile

Die dritte Option zur Speicherung von Solarstrom sind virtuelle Großspeicher. Bei diesem Modell – zum Beispiel dem „Caterva-Sonnensystem“ – werden zahlreiche dezentral aufgestellte Heimspeicher miteinander vernetzt und von einem externen Betreiber über ein Energiemanagementsystem betrieben.

Der virtuelle Großspeicher wird an das öffentliche Stromnetz angeschlossen und speist elektrische Energie aus den dezentralen Speichern in das Stromnetz ein bzw. lagert überschüssige elektrische Energie aus dem Netz in den Heimspeichern ein. Damit erfüllt er die Funktion der Netzstabilisierung. Den Betreibern der Heimspeicher andererseits sichert er eine höhere Autarkie bei der Stromversorgung. Ein virtueller Großspeicher verbindet somit die Vorteile von Quartier- und Heimspeichern.

Welche Speicherkonzepte sich mittel- und langfristig durchsetzen werden, bleibt abzuwarten. Grundsätzlich werden steigende Strompreise, sinkende Speicherpreise und eine EEG-Vergütung, die laufend weiter reduziert wird, dafür sorgen, dass der Speichermarkt ausgebaut wird. Derzeit sind die Heimspeicher aufgrund der oben genannten Vorteile, der Verbreitung von über 30.000 Stück, aber auch der Speicherförderung durch die KfW-Bankengruppe im Vorteil.

(Stand: Juni 2016)

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