PHOTOVOLTAIK
Speichersysteme
Wir konzipieren zusammen mit Ihnen für jedes Dach und jede individuelle Anforderung die passende Anlage. Lassen Sie sich von uns beraten.
Die Zukunft unserer Energieversorgung
Die Zukunft unserer Energieversorgung sind die erneuerbaren Energien. Einer der wichtigsten Aufgaben ist es deshalb, die Energiewende weiter voran zu treiben.
Bislang wurde Energie zentral erzeugt und über Verteilnetze an die Verbraucher weitergeleitet. Dieses ändert sich durch den Aufbau dezentraler Photovoltaikanlagen, wodurch jeder zum Stromproduzenten (Kraftwerk) werden kann. So steigt der Anteil der aus Photovoltaik erzeugten Energie deutschlandweit stetig an.
Durch den rasanten Ausbau der erneuerbaren Energien wächst auch die Bedeutung von Energiespeichern zur Integration des selbst erzeugten Stroms in das Versorgungsnetz. Und da der selbst erzeugte Strom günstiger ist als beim Netzbetreiber, steigt auch der wirtschaftliche Faktor der Energiespeicher. Hinzu kommt, dass Haushalte den meisten Strom morgens und vor allem abends, wenn gekocht wird oder der Fernseher läuft, verbrauchen. Tagsüber hingegen, wenn die Sonne scheint und die Photovoltaikanlage Strom produziert, sind viele Menschen nicht zu Hause.
Ein Speichersystem erreicht, dass die umweltfreundliche Energie zeitversetzt zur Verfügung gestellt wird und so bis zu 75 Prozent des im Haushalt verbrauchten Stroms von der eigenen Solaranlage stammt. Somit erreicht man eine Eigenstromoptimierung und die ständig steigenden Strompreise spielen nur noch eine kleinere Rolle.
Ganz nebenbei ermöglichen Speichersysteme eine Absicherung wichtiger Verbraucher gegen Netzausfälle.
Um die über den momentanen Eigenerbrauch zur Verfügung stehende Energie zu speichern, kann man ein DC-gekoppeltes und ein AC-gekoppeltes System einsetzen.
Was gibt es für Speichersysteme?
DC-Speicher
Beim DC-System wird der Energiespeicher im Zwischenkreis des Wechselrichters der Photovoltaikanlage angeschlossen. Das heißt, dass die von den Photovoltaikmodulen kommende Gleichspannung (DC) nicht erst in eine Wechselspannung (AC) gewandelt, sondern direkt über einen Batterieladeregler in dem Akku gespeichert wird.
Dieses bewirkt gegenüber dem AC-Speicher einen höheren Wirkungsgrad und geringere Anschaffungskosten durch den fehlenden zusätzlichen Wechselrichter.
Nachteilig ist allerdings, dass die Batterien in der unmittelbaren Nähe zum Photovoltaikwechselrichter stehen müssen, was oftmals ein Platzproblem darstellt. Auch können bereits bestehende Photovoltaikanlagen schlecht nachgerüstet werden. Das DC-System lässt sich auch nicht als Energiespeicher für andere Energieerzeuger wie Blockheizkraftwerke (BHKW), Kleinwindkraftanlagen und kleine Biogasanlagen einsetzen. Auch das wahrscheinlich kommende Smart Metering, wo zu bestimmten Tages- bzw. Wochenzeiten günstig Strom aus dem öffentlichen Netz zugekauft werden kann, ist hier momentan nicht optimal nutzbar.
AC-Speicher
Prinzipiell wird die Energie bei einem AC-Speicher auch in einer Gleichspannung (DC) gespeichert, da dieses nicht anders möglich ist. Jedoch erfolgt hier eine Wandlung aus dem AC-Netz (Wechselspannungsnetz), wo auch zum Beispiel die Kaffeemaschine angeschlossen ist. Ein zur Erzeugungsanlage separater Wechselrichter glättet bei der Speicherung die Wechselspannung und lagert die Energie in der Gleichspannungsbatterie ein. Wird die Energie benötigt, wandelt der Wechselrichter die Gleichspannung wieder zurück in Wechselspannung des Hausnetzes.
Die Vorteile dieses Systems liegen gegenüber der DC-Variante bei der Einsetzbarkeit an bestehenden Anlagen und dem flexibleren Standort, da die Batterien nicht direkt beim Wechselrichter der Photovoltaikanlage stehen müssen, was oftmals zu Platzproblemen führt. Des Weiteren können auch andere Energieerzeuger wie Blockheizkraftwerke (BHKW), Windkraftanlagen und kleine Biogasanlagen den gleichen Speicher nutzen, da diese am identischen AC-Stromnetz angeschlossen sind. Ein zukunftsorientierter Vorteil liegt beim Smart Metering, wo zu bestimmten Tages- bzw. Wochenzeiten günstig Strom aus dem öffentlichen Netz zugekauft werden kann.
Ein Nachteil des AC-Systems ist ein geringer Wirkungsgrad auf Grund der doppelten Wandlung, da die Gleichspannung der Photovoltaikanlage erst in Wechselspannung und zur Speicherung wieder in eine Gleichspannung gewandelt wird. Ein weiterer Nachteil liegt in den höheren Anschaffungskosten durch den separaten Wechselrichter, welcher beim DC-Speicher nicht benötigt wird.olykristalline PV Module erkennt man an der meist bläulichen Färbung und der kristallinen Struktur. Der Einsatz von polykristallinen Solarzellen bzw. Solarmodulen zählt bei der PV Modul- Herstellung derzeit weltweit zu den am häufigsten verwendeten PV Modulen.
Zur Herstellung von polykristallinen Siliziumzellen wird Rohsilizium sehr stark erhitzt, kontrolliert in einer Gussform abgekühlt und anschließend in 0,2 bis 0,3 mm Dicke Siliziumscheiben, sogenannte „Wafer“ gesägt.
Die Kristallstruktur ist durch die unregelmäßige Anordnung der Vielkristalle inhomogen und durch die Musterung gut erkennbar. Weitere chemische Vorgänge und das Aufbringen der Kontaktbahnen schließen den Herstellungsprozess der Solarzelle.
Der Wirkungsgrad poly- oder auch multikristalliner Module ist geringer als der von monokristallinen Modulen. Die Ertragsaussichten von polykristallinen Modulen sind im Vergleich zu monokristallinen Modulen pro installiertem kWp jedoch nicht geringer.
Batterie
Bei den Speichermedien sind Blei-Gel & Lithium die zurzeit wichtigsten Technologien.
Blei-Gel Batterien haben gegenüber einem Lithium-System einen geringeren Anschaffungspreis und sind hochstromentladefähig. Jedoch ist die Lebensdauer geringer und im Normalbetrieb sind nur 50% der Kapazität nutzbar, was wiederum ca. 30% Reserve für den Ausnahmefall eines Notstrombetriebs mit sich bringt.
Lithiumbatterien weisen meist eine nicht so hohe Entladestromfähigkeit auf, was im Notstrombetrieb erforderlich sein kann. Jedoch ist eine Beladung von 95-100% mit gleichbleibender Leistung möglich, was bei Blei-Gel-Systemen problematischer ist. Auch bei der Standortwahl ist man bei einer Lithiumbatterie flexibler.
Von Blei-Säure-Systemen ist in Wohnhäusern abzuraten, da diese wartungsintensiver sind und auch eine höhere Entgasung aufweisen.
Darüber hinaus können künftig elektrisch betriebene Fahrzeuge und Wasserstoffsysteme zusätzlich als Energiespeicher dienen.
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