Intelligente Stromspeicher sind auf das verbrauchsabhängige Zusammenspiel von Stromerzeugung, Stromverbrauch und Netzmanagement ausgerichtet. Derzeit werden diese intelligenten Stromspeicher vor allem dafür eingesetzt um den selbst per Photovoltaikanlage produzierten Strom im eigenen Haus oder Betrieb besser zu nutzen und dadurch den Eigenverbrauch zu erhöhen. Es geht bei intelligenten Stromspeichern also darum, Produktion und Bedarf von elektrischer Energie innerhalb eines Netzes auf der Basis bestimmter vordefinierter Kriterien optimal in Einklang zu bringen.
Erhöhter Eigenverbrauch und Teilautarkie
Üblicherweise schafft man mit einer PV-Anlage ohne Stromspeicher kaum mehr als 30% Eigenverbrauch, bezogen auf den mit dieser Anlage produzierten Strom. Setzt man jedoch für eine in unseren klimatischen Breiten betriebene PV-Anlage auf den für die jeweiligen örtlichen Gegebenheiten optimal Stromspeicher kann man den Eigenverbrauch auf 60% bis 90% zu steigern, und zwar bezogen auf den mit dieser Anlage produzierten Strom. Auch wenn man für eine Photovoltaik-Anlage den Eigenverbrauch auf den von einem durchschnittlichen 4-Personen-Haushalt in Deutschland benötigten Stromverbrauch bezieht kommt man schon heute auf sehr hohe Eigenverbrauchswerte. Trotz der nicht so ganz optimalen klimatischen Bedingungen in Mitteleuropa für Photovoltaik-Strom kann man schon heute mit einer PV-Anlage kombiniert mit einem intelligenten Stromspeicher auf bis 45% bis 65% Eigenverbrauch kommen bezogen auf den Stromverbrauch eines durchschnittlichen Haushalts.
Stromspeicher für den erneuerbaren Strom-Mix
Natürlich ist so ein intelligentes Steuersystem in Kombination mit Stromspeichern nicht ausschließlich nur für Strom aus Sonne einsetzbar, sondern natürlich auch für andere Energiequellen. Es gibt bereits heute intelligente Akku-Systeme die sogar die verschiedenen staatlichen Förderquoten für die unterschiedlichen Energiequellen wie Sonne, Wind, Biogas, Wasser, etc. managen. So kann man mehrere Energiequellen mit einem Stromspeicher-System managen wie z.B. die Eigenproduktion von Strom durch ein kombiniertes Akku-System das von einer PV-Anlage und einer Kleinwindanlage gespeist wird. Aber Vorsicht, sehr viele der heute am Markt verfügbaren sogenannten intelligenten Stromspeicher sind bei weitem nicht so intelligent wie sie vorgeben zu sein.
Intelligente Stromspeicher - frank peters - Fotolia.com
Intelligente Stromspeicher sind die Voraussetzung für Autarkie
Intelligente Stromspeicher eignen sich bestens zur autarken Versorgung von Haushalten. Während für die Großverbraucher aus der Industrie Pumpspeicher, Druckluftspeicher oder alternativ BHKWs, Biogasanlagen, etc. als intelligente Stromspeicher zum Einsatz kommen, sind für private Haushalte Blei-Akkumulatoren als Bei-Säure- oder Blei-Gel-Akkumulatoren im Gebrauch. Die neueste Entwicklung stellen hierbei jedoch Lithium-Ionen-Akkumulatoren dar. Ihr Wirkungsgrad liegt zwischen 85 und 97 Prozent, ihre Lebensdauer schließt etwa 3.000 bis 7.000 Ladezyklen ein. Man kann bei Akkumulatoren also mit einer Lebensdauer rechnen, die zwischen acht und 15 Jahren liegt. Auch Brennstoffzellen werden in privaten Haushalten inzwischen als intelligente Stromspeicher eingesetzt. Diese Systeme sind jedoch noch wenig ausgereift und ihr Wirkungsgrad ist deutlich geringer als derjenige der Akkumulatoren.
Hersteller intelligenter Stromspeicher
Etwa 50 Hersteller bieten Stand 2014 in Deutschland derzeit Stromspeicher an, jedoch werden bei weitem noch nicht alle von diesen Stromspeichern mit einer entsprechenden Software gesteuert. Die Größe der Anlagen ist dabei von der jeweiligen Kapazität und vom Strombedarf abhängig. Sie reicht von den Ausmaßen eines kleinen Containers bis hin zu den Abmessungen eines kompletten Einfamilienhauses. Obwohl die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) die Installation intelligenter Stromspeicher fördert, wurden in der Bundesrepublik Deutschland bislang erst etwa 3.000 Anlagen installiert. Hersteller intelligenter Stromspeichersysteme sind in der Bundesrepublik beispielsweise die Deutsche Energieversorgung GmbH, kurz DEV, das bekannte und etablierte Unternehmen Danfoss, die Forma Zeo-Solar, die sich insbesondere auf intelligente Stromspeicher für Solaranlagen und auf sogenannte Power-Router spezialisiert hat sowie weitere, insgesamt rund 50 Hersteller die die genannten Systeme nicht nur produzieren, sondern sie in der Regel auch liefern, installieren sowie kontinuierlich warten.
Stromspeicher und deren Lebensdauer sowie deren Rentabilität
Für die Verbraucher ganz entscheidend ist die zu erwartende Lebensdauer eines Stromspeichers, egal ob dieser mit einer mehr oder weniger intelligenten Steuerung versehen ist oder nicht. Viele Nutzer denken dass eine intelligente Steuerung nur eine schöner Zusatzeffekt ist der nette Spielereien bzw. viele nette Grafiken und Charts für „Technik-Freaks“ ermöglicht. Dem ist aber nicht so, weil die Steuerung ganz entscheidenden Einfluss auf die Lebensdauer eines Akkus bzw. Batteriespeichers hat. Der Grund dafür ist dass die Anzahl der Ladezyklen des Stromspeichers, und damit auch seine Lebensdauer ganz entscheidend davon abhängt, dass dieser praktisch nie komplett geladen bzw. entladen wird. Wichtig dabei ist eine zuverlässige und permanente Erfassung und Steuerung des Ladezustands auf die jeweilige Batterien-Technologie angepasst im Hinblick auf seine Gesamtladekapazität. Natürlich mit plus oder minus einigen Prozentpunkten was von der jeweiligen Anwendung bzw. der Steuerung abhängig ist.
Kriterien für die Auswahl des passenden Strom-Speichers
Dies bedeutet natürlich dass die Kapazität des Akkus größer sein muss als die tatsächlich benötigte weil man ja „nur“ ca. 60% - 80% der theoretischen Ladekapazität nutzt. Dies führt logischerweise zu höheren Kosten da bei einer tatsächlich erforderlichen Akku-Kapazität von z.B. 10 KWh der Akku mindestens eine Kapazität von 12 bis 14 KWh haben sollte. Ist die Steuerung jedoch optimal auf den verwendeten Batterietyp und den Speicherort, bzw. das Strom Verbrauchs- und Produktionsprofil angepasst ist werden diese Mehrkosten um ein Vielfaches überkompensiert. Ein weiterer wichtiger Faktor, der wesentlichen Einfluss auf die Lebenszeit des Stromspeichers hat, ist die Anordnung sowie die Schaltung der einzelnen Akku-Blocks (z.B. Reihenschaltung) und der entsprechenden Kontrollmöglichkeit durch die intelligente Steuerung. Auch die Möglichkeit z.B. immer zwei Akkublocks einzeln zu überwachen, damit nicht ein Schaden an einem einzigen Akku-Block nicht gleich den ganzen Stromspeicher zerstört, führt zu einem höheren Kaufpreis der aber die Lebendauer und damit die Rentabilität des intelligenten Stromspeichers optimiert.
Wenn man sich nun die Mehrzahl der am Markt befindlichen sogenannten intelligenten Stromspeicher-Systeme betrachtet, und dann auch noch mit berücksichtigt wie die Kaufberatung bei vielen Händlern und Installateuren abläuft, dann weicht die Realität in vielen Fällen sehr weit vom Optimum ab. Es bleiben also in der Praxis für die allermeisten Anwendungen nur relativ wenige wirklich intelligente, und langfristig nachhaltig sinnvolle Stromspeicher übrig, die auch das leisten was sie versprechen.
Für den Laien sind diese Unterschiede beim Kauf im Normalfall leider kaum zu erkennen. Außerdem werden die meisten der dadurch versursachten Probleme mit den Speichern erst nach einigen Jahren sichtbar wenn die Garantiezeit des Produkts schon lange abgelaufen ist. sich leider auch erst nach einigen Jahren außerhalb der Garantiezeit bemerkbar. Leider werden dadurch Stromspeicher als Basis für dezentrale Energiekreisläufe und Elektromobilität.
Durch immer mehr Forschung im Bereich der Akku-Technologie und die zunehmend günstiger werdenden Stromspeicher, bedingt auch durch die stark steigenden Investitionen in die Produktionskapazitäten für Stromspeicher wie z.B. die Giga-Speicherfabrik von Tesla, ergeben sich ganz neue Ansätze für unsere Energieversorgung und unsere Mobilität. Da die Elektromobilität immer mehr an Bedeutung gewinnt wird unsere Mobilität durch den Umstieg vom Verbrennungs- zum Elektromotor nicht nur effizienter und umweltfreundlicher, sondern bietet auch die Möglichkeit den mit erneuerbaren Energien produzierten Strom zu speichern und damit die bisherigen Nachteile von Sonnen- und Windstrom zu minimieren bzw. mittelfristig sogar zu eliminieren. Wenn der komplette deutsche Fahrzeugpark von rund 45 Millionen Fahrzeugen komplett aus Elektroautos bestehen würde, dann würde dies gemäß der Berechnungen von Experten einer Kraftwerksleistung von etwa 450 GW entsprechen, also rund das Sechsfache des Leistungsbedarfs des deutschen Stromnetzes von rund 74 GW. Für jeden Eigentümer einer eigenen kleinen Stromproduktionsanlage, wie z.B. einer PV-Anlage, besteht dann die Möglichkeit den selbst produzierten Strom nicht nur für die eigene Mobilität im E-Auto zu nutzen sondern genauso wie beim neuen Mitsubishi Electric Vehicle oder dem Mitsubishi Plug-in Hybrid Outlander wieder ins Haus einzuspeisen, z. B. in den intelligenten Stromspeicher.
