Im Brennpunkt: Energiespeicher

Mit der von der Sonne auf die Erde treffende Energie könnte der weltweite Bedarf rund 10.000 Mal gedeckt werden. Doch Bewölkung, Regen und die Nachtstunden beeinträchtigen den solaren Energiegewinn. Hier bilden Photovoltaik-Speichersysteme die Lösung. Sie archivieren während der Sonnenstunden ungenutzte Energie und liefern diese in der dunklen Zeit. Sie dienen zur Eigenverbrauchsoptimierung, als Ausgleichsspeicher oder zur Versorgung im Inselbetrieb. Immer mehr Unternehmer springen auf den Speicherzug auf. Bei der heurigen Intersolar war eine Vervierfachung der Ausstellungsfläche auf 160 Hersteller von Energiespeichern festzustellen. Das Speicherthema ist heute aktueller denn je. Der Bundesverband Photovoltaic Austria hat sich daher entschlossen, Speicherhersteller aufzunehmen. Das hohe Interesse zeigte sich zuletzt auch bei Tagungen der PV-Szene in Wien, Schwaz und Salzburg.

Vielfalt Speichersystem
Auf dem österreichischen Markt gibt es bereits über 100 Anbieter von Speichern für Solarstrom. In Haushalten und privaten Gebäuden wird die solare Energie vor allem elektrochemisch in Blei- und Lithiumzellen gespeichert. Bleibatterien sind kostengünstiger, weisen jedoch eine geringe Energiedichte und begrenzte Lebensdauer auf. Lithium-Zellen sind langlebiger, haben einen höheren Wirkungsgrad und eine hohe Speicherkapazität, sind dafür teurer. Wobei: Die Systempreise für Li-Ionen sind in den vergangenen zwei Jahren um etwa 18 % pro Jahr gefallen. Einige Beispiele aus der breiten Palette: Die E-Box kann stationär wie mobil genutzt werden. Es gibt sie als Mobile-, Off-Grid- und System 24h-Lösung von 800 Watt 1-phasig 230 Volt Wechselstrom bis 90 kW 3-phasig 400V Drehstrom. System 24h ist die netzgestützte Insellösung für den Anschluss an eine bereits vorhandene netzgekoppelte PV-Anlage. Fronius bietet Tagesspeicher mit Kapazitäten zwischen 2 kWh und 12 kWh, so zum Beispiel den LiFePO4-Speicher. Auch das Fronius Energy Package, erhältlich seit Sommer 2015, erhöht mit den Komponenten Wechselrichter Fronius Symo Hybrid, Fronius Solar Battery und Fronius Smart Meter den Eigenverbrauchsanteil. Die Speicherkapazität der Batterie ist flexibel wählbar und kann in 1,2 kWh-Schritten auf bis zu 9,6 kWh erweitert werden. Fronius Smart Meter ist ein bidirektionaler Zähler, der die Lastkurven erfasst und damit den Eigenverbrauch optimiert. Garabat ist der Hochstromspeicher von Garamanta, der für geringe Speicherverluste, lange Lebensdauer und Wirkungsgrade über 96 % bei Volllast steht. Lifecycle ist auch Thema bei IBC Solar. »Photovoltaikanlagen werden meist deutlich über 20 Jahre betrieben. Mit IBC SolStore entsprechen wir dieser Anforderung. Unser Speichersystem verkraftet starke Be- und Entladungen besonders gut, kennt keinen leistungsmindernden Memory-Effekt und bleibt wartungsarm«, so Geschäftsführer Christian Bairhuber. Ebenfalls auf den PV-Tagungen präsent: das Ti-Box Heimspeichersystem von Leclanché. Die modularen Speicherbausteine auf Lithium-Titanat-Basis zeichnen sich durch hohe Leistungsfähigkeit, Langlebigkeit und Sicherheit aus. Sie werden als stationäre Speicherlösung zur industriellen Speicherung großer Energiemengen ebenso wie als portables Batteriesystem angeboten. Mit Li-Ionen arbeitet auch neovoltaic bei seinen Speichern neoStore Flex und neoStore Dynamic. SolarEdge bietet die DC-gekoppelte Speicherlösung ­StorEdge. Solarwatt hat im Herbst mit der Auslieferung seines Batteriespeichers My Reserve begonnen, der aufgrund der verwendeten Gleichstrom-Technik direkt zwischen Photovoltaikanlage und Wechselrichter installiert werden kann. Damit werden sehr geringe Wandlungsverluste realisiert. Auch bei Varta gibt es PV-Speicherlösungen. Varta Element ist ein Komplettsystem mit integriertem Wechselrichter sowie Batterie- und Energiemanagement, verfügbar in 3,2 kWh und 6,4 kWh.

Nicht nur Batteriespeicher
»Das Speichersystem ist sehr komplex«, so Marcus Müller von der TU München. Der Speichermarkt unterscheidet elektrochemische Speicher wie Bleiakku, Lithium-Ionen, Redox-Flow-Batterien, aber auch den Mix aus Kohlenstoff, Manganoxid und Salzwasser – die Salzwasserbatterie. Zur Wahl stehen stoffliche Speicher wie Systeme auf Basis von Wasserstoff und Methanol, thermische Speicher – das heißt Kälte- und Wärmespeicher für Gebäude bis zu Hochtemperaturspeichern für Kraftwerke –, aber auch mechanische. Hier nennt Andreas Forster von next.kraftwerk unter anderem Feder- und Schwungradspeicher, Power-to-Heat und Power-to-Gas. In der Forschungsanlage Haid in Oberösterreich wird aus Sonnenenergie gewonnener Wasserstoff in das Erdgas-Leitungsnetz eingespeist. Die Energieagentur Steiermark berichtet von einer solaren Hybridanlage mit PV-H-Speichersystem. Schwarmspeicher sind der Zusammenschluss vieler kleiner Stromspeicher zu einem virtuellen Großspeicher. siko solar bietet Luft-, Wasser-und Erd-Wärmepumpen und sieht im Erdreich den idealen Speicher für Sonnenenergie.



Kosten und Förderungen
Durch zunehmend mehr PV- und Wind-Anlagen im Netz wird die Sicherstellung der Netzstabilität schwieriger und teurer. Laut EN 50160 müssen Netzbetreiber sicherstellen, dass der THD-Wert (»Total Harmonic Distortion«) der Spannung in 95 % aller Zehn-Minuten-Mittelwerte eines beliebigen Wochenintervalls unterhalb 8 % liegt. Die Energiezwischenspeicherung wird dabei immer mehr zu einem wichtigen Werkzeug. Im großvolumigen Bereich dienen dazu Pumpspeicherkraftwerke ebenso wie Demand-Side-Management. Eine andere Lösung: ­SieStorage von Siemens. Regel­energiereserven werden bereitgestellt und damit das Lastspitzenmanagement flexibilisiert. Ein zentraler Faktor beim PV-Speichersystem ist immer der Preis, vor allem im kleineren Anlagenbereich. Hier helfen Förderprogramme. Die Premiere für Speicherförderung war in Salzburg. Bereitgestellt wurde seit Februar 2014 ein Fördertopf von 200.000 Euro für Solarstromspeicher. Unterstützt wurden Systeme im Privatbereich bis zu einer Akku-Speichergröße von 5 kWh, in Mehrfamilienhäusern und Betrieben waren es 10 kWh. Gefolgt ist Oberösterreich mit einer Unterstützung für stationäre Li-Solarspeicher bis 50 kWp. Für die Teilnahme an einem Messprogramm durch ASiC gibt es eine Zusatzförderung. Die Stadt Wien hat Mitte Oktober 2015 ihre erste Speicherinitiative für elektrische Speicher und Hybridanlagen gestartet. Gefördert werden Technologien auf Li-Ionen-Basis in Ein- (bis 5 kWh) und Mehrfamilienhäusern sowie Betrieben (bis 10 kWh), sowohl bei Nachrüs­tung als auch Neuinstallation. »Besonders wichtig ist uns das Lastmanagement, also die Optimierung des Verbrauchs und damit der Autarkiegrad der Anlage«, betont Thomas Kreitmayer von der zuständigen Abteilung der MA20. Größte Herausforderung bildet für ihn die Wiener Bauordnung, die derzeit nur elektrotechnische Anforderungen an Eisenakkus vorsieht. »Vorerst haben wir das so gelöst, dass die installierenden Unternehmen die Haftung für andere Akkus übernehmen. Das kommt aber nicht gut an.« Die Steiermark legt bei ihrer Förderaktion für PV-Speicher Augenmerk auf den Aspekt Innovation. »0815-PV-Speicher unterstützen wir nicht«, betont Sybille Kuske von der Energie Agentur Steiermark. »Speicher sind kein direkter Beitrag zur Energieeffizienz. Energieeinsparung muss aber treibendes Thema sein«, so Kuske. Sie nennt als geförderte Projekte zum Beispiel eine kommunale Hybridwasserstoffanlage. Private werden durch den Umweltlandesfonds gefördert. Im Burgenland war ein einmaliger Zuschuss bei der Errichtung beziehungsweise Nachrüstung von Stromspeichersystemen bis 5 kWh erhältlich.

Wie sieht es 2016 aus? In Wien soll die Förderung aus heutiger Sicht fortgesetzt werden. In Oberösterreich wird laut ASiC das freigegebene Fördervolumen aufgebraucht. »Es ist unklar, ob es eine weitere Ausschreibung geben wird«, so Geschäftsführer Gerald Steinmaurer. Unklar ist die Situation auch im Burgenland und in der Steiermark. In Salzburg ist die Förderung ausgelaufen.