Stromspeicher Inspektion 2018

[Manfred]

Die Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin hat die Wirkungsgrade mehrerer Batteriespeicher verglichen.

https://pvspeicher.htw-berlin.de/wp-con ... n-2018.pdf

[Benutzer 146 gelöscht]

Sehr interessant, vielen Dank für den Link
Leider weitgehend anonymisiert, also nur bedingt als Auswahl-Hilfe geeignet

[Manfred]

Auf Seite 56 wird zumindest ein Teil der Anlagen aufgeschlüsselt.

[emil17]

Weisst du etwas über die umweltseitigen Kosten der Batteriespeicher (Energieaufwand für die Herstellung der Batterien und für das Recycling)? Das müsste streng genommen auf die Lebensdauer bzw. auf die gesamte gepufferte Energiemenge umgelegt werden.
Da wäre dann auch geringere Speichereffizienz (Lade und Entladeverluste pro Vorgang) gegenüber längerer Lebensdauer, d.h. mehr Zyklen, abzuwägen. Mit diesen Batteriepufferspeichern werden doch ganz erhebliche Rohstoff- und Energiemengen verarbeitet, deshalb ist das wichtig. Immerhin ist im Artikel die Rede von einigen Hunderttausend zu installierenden Batteriespeichern pro Jahr.
Pro kWh Pufferenergie wiegt ein Bleiakku etwa 20 kg: Eine typische grössere 100Ah Autobatterie für 12 V wiegt nach Angaben des Herstellers 23.4 kg, Speicherenergie ist 1 h * 100A*12V -> 1h * 1.2 kW = 1.2 kWh. Dann soll man langlebige Bleiakkus nur etwa zur Hälfte der Kapazität belasten, d.h. ein Batteriepuffer für 10 kWh wiegt etwa 400 Kilogramm.
Leider wird im Artikel nicht darauf eingegangen, oder ich habe es überlesen. Ich würde aber gefühlsmässig einen Speicher mit längerer Lebensdauer und etwas niedriger Effizienz bevorzugen.
Für Kleinanlagen ist ja die Dachfläche meist nicht kritisch, da kann man dann mit wenig Mehrkosten einfach ein oder zwei Panels mehr montieren, um die Pufferverluste auszugleichen.

Ich warte wie so viele auf eine Pufferbatterie, die so problemlos Strom speichert wie die Regentonne ihr Wasser, und die auch nur so langsam altert. Irgendwann ...

Was hier nur am Rande angesprochen wird, aber für die Erhöhung des Wirkungsgrades entscheidend ist, ist die intelligente Steuerung der Verbraucher. Es gibt bereits Systeme, die aufgrund von Wetterdaten aus dem Internet Sonnenschein vorhersehen können und dann entscheiden, wann im Tag die Waschmaschine und der Geschirrspüler und die Gefriertruhe und die Wärmepumpe laufen sollen. Wenn die mit Warmwasser gespeisen werden können und nicht selbst heizen, ist schon viel gewonnen, denn die Warmwasserbereitung kann gut bezüglich Solarenergieangebot im Tagesverlauf optimiert werden und macht den Hauptteil des Verbrauchs dieser Geräte aus.
Am besten geht es natürlich mit Wärmepumpen. Da gibt es Geräte, die in Teillast laufen können, so dass die Steuerung so arbeiten kann, dass alle laufenden Verbraucher im Haus zusammen gerade die erzeugte PV-Energie verbrauchen und so der Batteriespeicher gar nicht benötigt wird.
Bei Haushaltsgeräten sind Geräte gut, die die Programme nach Unterbruch selbständig fortsetzen können. Dann kann man das per gesteuertes Stromschaltgerät machen, das zwischen Steckdose und Maschine kommt. Die Steuerung muss wissen, welche kontinuierliche Einschaltzeit das angeschlossene Gerät mindestens braucht und wie dringend der Betrieb ist - damit man bei trübem Wetter nicht drei Tage auf die Waschmaschine warten muss, kann man das Gerät gewöhnlich mit verschiedener Dringlichkeit am Steuergerät freigeben (Sofort; irgendwann in den nächsten yx Stunden; möglichst spät am Tag aber so dass das Programm um 18Uhr, wenn ich nach Hause komme, fertig ist; egal wann, und Aus). Bei Kühlgeräten ist eine ausreichende thermische Trägheit wichtig, damit das Gerät die Solltemperatur mit einmal Kühlen in 24 Stunden halten kann.
Ein Steuerrechner verwaltet dann die verschiedenen angemeldeten Verbrauchsansprüche mit den Wettervorhersagedaten und der aktuellen Leistung der PV-Anlage.
Es ist zu hoffen, dass diese Schnittstellen zur Verbrauchskommunikation standardisiert werden, so dass der Verbraucher immer noch die Wahl zwischen verschiedenenen Herstellrn und Modellen hat.

[Wildling]

@emil17:
Bei der Gewichtsberechnung für "langlebige" Bleispeicher kann man nicht von einer Autobatterie ausgehen,Pzs-Batterien haben weit mehr Blei verbaut (Panzerplatten) und eine niedrigere Säuredichte,die die Bleiplatten weniger angreift.

Leider wird im Artikel nicht darauf eingegangen, oder ich habe es überlesen. Ich würde aber gefühlsmässig einen Speicher mit längerer Lebensdauer und etwas niedriger Effizienz bevorzugen.

Hast du dir mal Nickel-Eisen Batterien angesehen?Die sind weitesgehend unbedenklich und wurden schon 1901 von Edison patentiert.
Ich halte die immernoch für eine der besten Möglichkeiten als Heimspeicher.
Die sind unheimlich langlebig,und wenn sich nach vielen Jahren mal Korrosion gebildet hat,kann man den Elektrolyt tauschen (eine Base,keine Säure) und sie umpolen,wodurch sich die angelagerte Schicht wieder löst und sie sich von selbst wieder regenerieren...
Leider sind die sehr teuer,was daran liegt,das es nur ganz wenige Hersteller gibt.

Die Industrie hatte viel zu lange kein Interesse daran,langlebige Speicher zu bauen,wenn nichts kaputt geht,kauft auch keiner etwas neues....

Vg

[Benutzer 146 gelöscht]

Die Industrie hatte viel zu lange kein Interesse daran,langlebige Speicher zu bauen,wenn nichts kaputt geht,kauft auch keiner etwas neues....

wieso hatte? Daran hat sich, nach meiner Kenntnis, wenig geädert - jedenfalls nicht in Richtung mehr Lebensdauer

Ich bin kein Freund dieser "intelligenten" Energiemanagement-Systeme. Zu wenig fehlertolerant für meinen Geschmack.
Um z.B. Wetterprognosen berücksichtigen zu können, müssen sie "online" sein, was alleine schon ein NoGo für Versorgungstechnik sein sollte. Aber der Trend geht wohl in diese Richtung.

[Wildling]

Da stimme ich dir in allen Punkten zu frodo,
grade bei diesen Trends ist es schöner,ein kleines unabhängiges Backupystem zu haben.
Ein Onlinesystem ist für mich genau so undenkbar,wie eine dauernde Verbindung zum öffentlichen Stromnetz.Eine klare Trennung ist wichtig,sonst kommt noch jemand auf die Idee,das man seine Anlage bei Stromausfall abschalten muss...und dafür noch ein Bauteil kaufen muss.Herzlichen Dank!
Und auf einmal kommen von Sunny usw. überteuerte Notstromboxen auf den Markt,damit bei Stromausfall eine echte Trennung herrscht,darin stecken ein paar Bauteile aus der Notstromtechnik,nix neues...
Bei den Batterien hab ich immerhin die Hoffnung (stirbt bekanntlich zu letzt),das sich langlebigere Produkte durchsetzten,weil Staaten grade grosse Mengen abnehmen und gigantische Stromspeicher bauen.
Vg

[emil17]

Ich habe jetzt mit den Systemen zur intelligenten Lastverteilung nicht so ein Problem, weil das ja, wenn Wetterdaten nicht kommen oder der Steuerrechner hängt, auf den dummen "Strom durch" Modus schaltet, also so ist, wie wenn es gar keine Steuerung hätte.
Es liegt damit einfach noch einiges im Argen und hier kann man mit wenig Aufwand viel herausholen. Bei einem Bekannten von mir, der eine PV-Anlage mit einigen kWp auf sein Dach hat schrauben lassen, ist keiner auf die Idee gekommen, das Betriebsprofil seiner Wärmepumpe anzupassen. Der hat also am Tag eingespiesen und nachts teureren Strom vom Netz in der WP verbraten, weil die immer noch auf den (inzwischen abgeschffaten) billigeren Nachtstrom programmiert war, und sich auch noch über die hohen Produktionsraten seiner Anlage gefreut, die er online abrufen konnte.
Das mit der Abhängigkeit vom Stromnetz ist für mich weniger eine grundsätzliche als vielmehr eine Frage der Alltagstauglichkeit. Solange ich nicht ziemlich autark auf meiner Insel sitze, funktioniert ohne Strom gar nichts mehr, was den Alltag ausmacht, solange ich mein Haus verlassen muss. Da wäre die Betriebsverweigerung der Geschirrspüle noch die kleinste Unannehmlichkeit.
Für mich sind Battereispeicher halt immer noch ein Umweltproblem, und deshalb finde ich die Idee, Batteriespeicher mit Netzeinspeisung zu vermeiden, praktikabler, zumal mein E-Werk nicht mein Gegner ist. Das muss aber nicht für jeden so sein.
Die Entwicklung von robusten Batterien, die langlebig sind und nicht auf seltenen oder toxischen Elementen beruhen, ist auf jeden Fall eine feine Sache.

Was das Abschalten der Anlagen betrifft, so ist das für die Netzbetreiber einfach ein Sicherheitsproblem, um das sie sich kümmern müssen, wenn sie Einspeisung zulassen. Man stelle sich vor, dass man eine Leitung nicht einfach spannungslos machen kann, indem man die Verbindung zum Werk hin unterbricht und alles erdet - weil irgendwelche wilden unzertifizierten Einspeiseanlagen auf der anderen Seite des stillzulegenden Stranges dann durchbrennen, da sie über die Versorgungsleitung kurzgeschlossen werden. Zudem kannst du ja jede PV-Anlage inselfähig machen, wenn du die Standards des E-Werks einhältst. Deren Einhaltung ist zwar teuer, aber sie rettet Menschenleben und verhütet Brände. Willst du dies nicht, dann schaltet die Anlage eben ab wenn der Strom vom Werk weg ist, oder du hast nur Insel und musst entprechend mehr Aufwand für die Stromversorgung betreiben. Selbst dann sind die Vorschriften für Hausinstallationen bindend. Es kann aber kein vernünftiger Mensch sich nicht daran halten wollen.
Dass da Drittanbieter in die vermeintliche Lücke springen und einfache Sachen teuer verkaufen, ist überall so. Wenn sich das alles mal etabliert hat und Stand der Technik geworden ist, verschwinden die auch wieder. Was gab es früher für Wundermittel als Benzinzusatz zu kaufen, womit der Wagen im Winter besser starten sollte ... ist heute alles unnötig.


Die für den Produzenten aus wirtschaftlicher Sicht bittere Pille, dass jeder einspeisen und dafür auch noch das Leitungsnetz des E-Werks verwenden darf, die wurde ja durch die Politik duchgesetzt, genau wie das Flaschenpfand und solche Dinge.

[Benutzer 146 gelöscht]

Dass jede einspeisende Anlage eine automatische Trennung bei Netzausfall sicherstellen muss, ist logisch, wie Du ja selbst erklärst. Die Technik, einspeisende Anlagen mit Batteriespeicher und automatischer Umschaltung auf Inselbetrieb für teures Geld anzubieten, hat aber genau den Haken, den Du auch beschreibst: wenn sich der Endverbraucher mit der Technik und den Zusammenhägen nicht beschäftigen kann oder will, besteht ein hohes Risiko von teurem und ineffizientem "Fehlverhalten" der Anlage oder des Nutzers oder von Beiden, und das noch ganz ohne technische Fehlfunktion.

Bei mir hat sich das Konzept der Stromversorgung im Laufe der Jahre schrittweise mit den technischen und finanziellen Möglichkeiten entwickelt. Darum habe ich jetzt 2 PV-Anlagen, wovon Eine schon 14 Jahre läuft und ausschließlich einspeist, und zwar zu einem für heutige Verhältnisse traumhaften Tarif, was jedoch durch die damals eher albtraumhaften Anlagenpreise kompensiert wird,
und eine neuere, kleinere Anlage, die NUR im Inselbetrieb läuft, und zwar nur bei ausreichend Sonne, also hauptsächlich im Sommerhalbjahr tagsüber, und so ausgelegt ist, dass sie den Haushaltsbedarf in dieser Zeit abdeckt.
Der Batteriespeicher dient da nur als Puffer für Tagesschwankungen und ist fast immer voll, ähnlich einer USV, was sich hoffentlich positiv auf seine Lebensdauer auswirkt.
Die Umschaltung von Netzbetrieb auf Inselbetrieb erfolgt MANUELL, die Anpassung an das Wetter erfordert Anwesenheit des Hausbewohners, der entsprechend bewusst mit dem Stromverbrauch umgeht.
Die Mindest- oder Grundlast bei Nacht, sowie die Versorgung bei schlechtem Wetter und in Abwesenheit der Bewohner, erfolgt aus dem öffentlichen Netz.
Das Ganze bringt eine um etwa 30-40% geringere Stromrechnung und eine optionale Notstromversorgung bei Netzausfall für einen gewissen Zeitraum.

Sicher keine allgemein-empfehlenswerte Lösung, aber ziemlich gut an meinen Bedarf angepasst.

[Buchkammer]

Die Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin hat die Wirkungsgrade mehrerer Batteriespeicher verglichen.

https://pvspeicher.htw-berlin.de/wp-con ... n-2018.pdf

Möglicherweise hat die Hochschule noch nichts von den Powerwall und Powerpack Lösungen von Tesla gehört? Sie kommen im Bericht nicht vor.

Ich warte ja schon einige Jahre, bis zumindest die Powerwall im Preis ein wenig sinkt. Momentan ist die mir mit knapp 8k Euro zu teuer. Ich meine, die hat vor gut 5 Jahren mal 2500 Euro gekostet - war aber sicher kleiner dimensioniert.

Einige technische Daten dazu:

Nutzbare Kapazität: 13,5 kWh
Entladetiefe: 100 %
Effizienz: 90 % Energie-Effizienz
Leistung: 4,6 kW im Dauerbetrieb
Unterstützte Anwendungen: Eigenverbrauch von Solarstrom Ein Einsatz als Reservestromquelle oder als netzunabhängige Stromquelle erfordert zusätzliche Hardware, die gegenwärtig in Deutschland nicht verfügbar ist.
Garantie: 10 Jahre

Quelle und weitere Informationen: https://www.tesla.com/de_DE/powerwall