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Neue Entwicklungen bei BatterienStrom effizienter speichern

Wer sich heute eine Photovoltaikanlage anschafft, nutzt einen Teil des erzeugten Stroms zumeist gleich selbst. Etwa ein Viertel der Energie lässt sich dabei direkt verbrauchen. Für einen höheren Anteil sind Energiespeicher sinnvoll. Dank neuer Entwicklungen wird das immer effizienter.

Von Ines Rutschmann | 27.06.2016

Dutzende Sonnenkollektoren stehen am in einem Solarpark des Photovoltaik-Spezialisten IBC Solar an der Autobahn 70 bei Buckendorf (Bayern).
Besitzer von Fotovoltaik-Anlagen können ihren erzeugten Strom auch speichern. (dpa / David Ebener)
Wohin sich die Solarbranche entwickelt, ist für Simon Löffler glasklar: "Im Moment ist der Trend ganz deutlich: Speicher, Speicher, Speicher." Löffler ist Geschäftsführer der Kiwigrid GmbH. Diese entwickelt für Hersteller von Batteriesystemen Geräte, um die Speicher mit Solaranlagen zu vernetzen. So kann der Speicher mit Solarstrom geladen und entladen werden, wie es gerade am vorteilhaftesten ist. Weitere Geräte und Kraftwerke lassen sich ebenso steuern. "Das können also dann Wechselrichter sein, das können Speicher sein, das können Wärmepumpen sein, Blockheizkraftwerke bis hin zu größeren Windturbinen - alle die müssen konnektiviert werden, um sie zu verstehen, um sie ausregeln zu können. Dafür haben wir ein standardisiertes Protokoll."
Wer seinen Stromverbrauch mit der Erzeugung der eigenen Anlagen in Einklang bringt, muss weniger Energie einkaufen. Die Solarbranche bietet deswegen schon länger Geräte an, um mit Strom zu heizen und Elektroautos zu laden. In diesem Jahr wurden auf den Messen Intersolar und electrical energy storage so viele Heizstäbe und Ladegeräte gezeigt wie nie zuvor. Bei der Speichertechnik dominieren inzwischen Lithium-Ionen-Batterien. Technisch haben sich die Hersteller nun vor allem der Effizienz der Speichersysteme gewidmet. Die Sonnen GmbH zeigte einen Speicher mit integriertem Stromwandler. Die Solarmodule können dabei direkt an das Speichersystem geschlossen werden, sagt Technikchef Hermann Schweizer. Der erzeugte Gleichstrom wird dann entweder sofort gespeichert oder in Wechselstrom gewandelt und genutzt. "Durch diese Integration in ein Gerät sind sehr effiziente Energieumwandlungen möglich. Sowohl die erzeugte Energie vom PV-Modul in den Speicher zu bringen, als auch die vom PV-Modul erzeugte Energie in das Netz einzuspeisen, erfolgt auf höchsten Effizienzstufen."
Die Verluste beim Speichern sind deswegen geringer, weil der Strom nur einmal gewandelt wird und nicht mehrfach, wie dies heute zumeist der Fall ist. Sehr effizient arbeitet auch ein neuer Wechselrichter der SMA Solar Technology AG. Diesen hat die Firma für sogenannte Hochvoltbatterien entwickelt, wie sie Tesla und LG Chem anbieten. Welche Vorzüge solche Batterien mit sich bringen, erklärt der Leiter der Speichersparte, Volker Wachenfeld. "Die Hochvolttechnik an sich bietet den Vorteil, dass man die Spannung der Batterie nicht mehr anpassen muss. Die Hochvoltbatterie - wir reden hier von einer 400-Volt-Batterie und nicht von irgendwelchen noch höheren Spannungen - ist sehr nah an der Netzspannung. Das heißt, die Wandlungsverluste sind relativ gering. Der Wandlungsaufwand ist gering. Man spart Kosten und gewinnt Effizienz und das beides in erheblichem Maße."
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Ein neues Thema setzten zur Intersolar Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie. Batteriespeicher werden bisher ausschließlich in Gebäuden installiert. Um sie auch im Freien aufstellen zu können, haben die Forscher wetterfesten Speicher entwickelt. Wichtig waren dabei zwei Dinge, sagt Wissenschaftler Olaf Wollersheim. "Zum Einen muss so ein Gehäuse wirklich wetterfest sein und über viele Jahre dicht gegen Regen, Wind, Hagel, Staub, Eis und so weiter. Und zum anderen muss man ja auch untersuchen, ob die schwankenden Außentemperaturen den Betrieb der Batterie nicht unzulässig einschränken. Wenn man zum Beispiel im Winter Frost hat, dann können Lithium-Batterien bei tiefen Temperaturen gar nicht mehr betrieben werden. Aber unsere Versuche haben gezeigt, dass in diesem speziellen Gehäuse sich eine Temperatur einstellt, die deutlich über der Außentemperatur liegt und die im Winter - zumindest in den meisten Zeiten – immer noch einen sicheren Betrieb der Batterie erlaubt."
Die Solarbranche bietet aber längst nicht nur Batteriesysteme für den Hausgebrauch an. Auch große Speicher zur industriellen Nutzung gibt es. Einen solchen präsentierte die Kaco new energy GmbH. Über ein Megawatt Leistung verfügt das Gerät und erinnert an eine große Schrankwand. Das Besondere an dem Speicher ist: Es kann sowohl Strom aus dem öffentlichen Netz aufnehmen, als auch in dieses zurückspeisen. Das ist für Netzbetreiber interessant, wenn sie Schwankungen im Stromnetz ausgleichen wollen, weil gerade zu viel oder zu wenig Strom eingespeist wird. Ein erstes Gerät ist in Südkorea im Einsatz.