Photovoltaikanlagen erzeugen sauberen Strom aus Sonnenenergie und sind inzwischen ein wichtiger Bestandteil moderner Energieversorgungskonzepte. Allerdings fällt die Solarstromerzeugung nicht immer zu den Zeitpunkten an, an denen die elektrische Energie tatsächlich benötigt wird. Besonders bei größeren Photovoltaikanlagen können während sonnenreicher Stunden erhebliche Mengen an Strom entstehen.
Ein Batteriespeicher für Photovoltaik kann dazu beitragen, diese zeitlichen Unterschiede auszugleichen. Überschüssige Solarenergie wird gespeichert und kann später wieder genutzt werden. Dadurch lässt sich die Nutzung der eigenen Solarstromerzeugung flexibler gestalten.
Während kleinere Batteriespeicher häufig in privaten Haushalten eingesetzt werden, können industrielle und gewerbliche Photovoltaikanlagen deutlich größere Speichersysteme benötigen. Bei solchen Projekten kommen unter anderem Batteriespeicher im MWh-Bereich, Batteriespeicher Container, Wechselrichter, Transformatoren und Mittelspannungstechnik zum Einsatz.
Die passende Lösung hängt immer von der Größe der Photovoltaikanlage, dem Stromverbrauch, dem Erzeugungsprofil, dem Netzanschluss und der gewünschten Betriebsstrategie ab.
1. Eigenverbrauch mit einem Batteriespeicher optimieren
Ein wesentlicher Vorteil eines Batteriespeichers besteht darin, dass überschüssiger Solarstrom nicht sofort genutzt werden muss.
Eine Photovoltaikanlage erzeugt beispielsweise während der Mittagszeit besonders viel Energie. Wenn zu diesem Zeitpunkt weniger Strom benötigt wird, kann ein Teil der erzeugten Energie in der Batterie gespeichert werden.
Später, wenn die Photovoltaikanlage weniger Strom produziert, kann die gespeicherte Energie wieder zur Verfügung gestellt werden.
Dadurch kann der zeitliche Zusammenhang zwischen Solarstromerzeugung und Verbrauch verbessert werden.
2. Solarstrom zeitlich flexibel nutzen
Photovoltaik ist von der Sonneneinstrahlung abhängig. Der Stromverbrauch eines Unternehmens folgt dagegen häufig festen Betriebszeiten.
Ein Batteriespeicher kann diese beiden unterschiedlichen Profile miteinander verbinden.
Die Batterie nimmt Energie auf, wenn die Photovoltaikanlage mehr Strom produziert als unmittelbar benötigt wird.
Bei geringer Solarstromerzeugung kann der Speicher Energie wieder abgeben.
Damit wird die Nutzung des Solarstroms zeitlich flexibler.
3. Überschüssige Photovoltaikenergie speichern
Bei großen Photovoltaikanlagen können zeitweise erhebliche Überschüsse entstehen.
Wenn die erzeugte Leistung den aktuellen Verbrauch übersteigt, kann ein Batteriespeicher abhängig von seiner Auslegung einen Teil dieser Energie aufnehmen.
Die Speicherkapazität wird üblicherweise in kWh oder MWh angegeben.
Bei industriellen Photovoltaikanlagen können deshalb Batteriespeicher im MWh-Bereich interessant sein.
4. Eigenverbrauch in Unternehmen erhöhen
Gewerbe- und Industrieunternehmen haben häufig einen hohen Strombedarf.
Wenn dieser Bedarf zeitlich mit der Solarstromerzeugung übereinstimmt, kann die Photovoltaikanlage direkt zur Versorgung beitragen.
Wenn der Verbrauch jedoch teilweise außerhalb der Erzeugungszeiten liegt, kann ein Batteriespeicher die gespeicherte Solarenergie später bereitstellen.
Damit kann der Anteil der Solarenergie, der zeitversetzt im Unternehmen genutzt wird, erhöht werden.
Die tatsächliche Wirkung hängt vom individuellen Last- und Erzeugungsprofil ab.
5. Lastprofile analysieren
Vor der Installation eines Batteriespeichers sollte das Energieprofil der Photovoltaikanlage und des Verbrauchers analysiert werden.
Bei einem Industrieunternehmen ist insbesondere der zeitliche Verlauf des Stromverbrauchs wichtig.
Dabei wird untersucht, wann hohe Lasten auftreten und wann Solarstrom erzeugt wird.
Die Gegenüberstellung von Verbrauch und Solarstromerzeugung zeigt, wann Überschüsse entstehen und wie viel Energie theoretisch gespeichert werden könnte.
Diese Daten bilden die Grundlage für die Dimensionierung des Speichers.
6. Speicherleistung bestimmen
Neben der Kapazität muss die Leistung des Batteriespeichers berücksichtigt werden.
Die Leistung wird in kW oder MW angegeben.
Sie beschreibt, wie viel elektrische Leistung der Speicher gleichzeitig aufnehmen oder abgeben kann.
Bei einer großen Photovoltaikanlage muss die Ladeleistung ausreichend sein, damit der Speicher bei hoher Solarstromproduktion die gewünschte Energiemenge aufnehmen kann. Batteriespeicher Photovoltaik können überschüssige Energie aus Photovoltaikanlagen aufnehmen und später bereitstellen.
Eine zu geringe Leistung kann dazu führen, dass ein Teil der verfügbaren Energie nicht gespeichert werden kann.
7. Speicherkapazität bestimmen
Die Speicherkapazität wird in kWh oder MWh angegeben.
Sie bestimmt, wie viel Energie der Batteriespeicher aufnehmen kann.
Eine größere Photovoltaikanlage benötigt nicht automatisch einen entsprechend großen Batteriespeicher.
Entscheidend ist vielmehr, wie viel überschüssige Energie regelmäßig anfällt und wie lange diese Energie gespeichert werden soll.
Eine genaue Analyse des Erzeugungsprofils ist deshalb entscheidend.
8. Verhältnis zwischen Leistung und Kapazität
Leistung und Kapazität müssen bei der Planung gemeinsam betrachtet werden.
Die Leistung gibt an, wie schnell Energie geladen oder entladen werden kann.
Die Kapazität gibt an, wie viel Energie insgesamt gespeichert werden kann.
Ein Speicher mit hoher Leistung und kleiner Kapazität kann beispielsweise für kurze Leistungsanforderungen geeignet sein.
Ein Speicher mit größerer Kapazität kann dagegen größere Energiemengen über einen längeren Zeitraum speichern.
Für die Photovoltaik muss das Verhältnis entsprechend der gewünschten Anwendung ausgewählt werden.
9. Batteriespeicher für große Photovoltaikanlagen
Bei größeren PV-Anlagen werden häufig modulare Speichersysteme eingesetzt.
Batteriespeicher Container können dabei eine praktische Möglichkeit darstellen, größere Speicherkapazitäten aufzubauen.
Mehrere Container lassen sich abhängig vom Systemkonzept miteinander kombinieren.
Dadurch kann die Speicheranlage an unterschiedliche Projektgrößen angepasst werden.
10. Batteriespeicher Container als modulare Lösung
Ein Batteriespeicher Container kann verschiedene technische Komponenten aufnehmen.
Dazu gehören je nach System beispielsweise Batterieeinheiten, Kühltechnik, Überwachungssysteme und weitere Einrichtungen.
Mehrere Container können zusammen mit Wechselrichtern und elektrischer Infrastruktur eine größere Speicheranlage bilden.
Die modulare Struktur ist besonders bei größeren Photovoltaikprojekten interessant.
11. Wechselrichter für Photovoltaik und Batteriespeicher
Der Wechselrichter ist eine wichtige Komponente des Gesamtsystems.
Die Photovoltaikanlage erzeugt Gleichstrom, der für die Versorgung des Wechselstromnetzes entsprechend umgewandelt werden muss.
Auch Batteriespeicher arbeiten auf Gleichstromseite.
Wechselrichter ermöglichen die notwendige Umwandlung und steuern die Energieflüsse zwischen Photovoltaikanlage, Batterie und Netz.
Bei größeren Anlagen können mehrere Wechselrichter eingesetzt werden.
12. Energiemanagement intelligent einsetzen
Ein Energiemanagementsystem kann die verschiedenen Energieflüsse überwachen und steuern.
Dabei können beispielsweise die aktuelle PV-Leistung, der Stromverbrauch, der Netzbezug und der Ladezustand der Batterie berücksichtigt werden.
Das System kann erkennen, wann überschüssige Solarenergie vorhanden ist.
Diese Energie kann anschließend zum Laden des Batteriespeichers genutzt werden.
Wenn die Solarstromerzeugung sinkt, kann das System die Entladung der Batterie entsprechend der gewählten Betriebsstrategie steuern.
13. Solarenergie nach Sonnenuntergang nutzen
Eine Photovoltaikanlage produziert nach Sonnenuntergang keinen Solarstrom.
Der Strombedarf kann jedoch weiterhin vorhanden sein.
Ein Batteriespeicher kann während des Tages gespeicherte Solarenergie später bereitstellen.
Damit kann ein Teil der tagsüber erzeugten Energie auch am Abend oder in anderen verbrauchsintensiven Zeiten genutzt werden.
Wie lange die Energie verfügbar ist, hängt von der Speicherkapazität und dem jeweiligen Verbrauch ab.
14. Solarenergie am frühen Morgen nutzen
Auch am frühen Morgen ist die Solarstromerzeugung häufig noch begrenzt.
Bei einem Unternehmen kann der Energieverbrauch jedoch bereits beginnen.
Ein ausreichend dimensionierter Batteriespeicher kann Energie aus der vorherigen Erzeugungsphase bereitstellen.
Damit kann die gespeicherte Solarenergie den Eigenverbrauch zeitlich erweitern.
15. Kombination mit Batteriespeichern im MWh-Bereich
Bei großen Photovoltaikanlagen kann ein Batteriespeicher im MWh-Bereich eingesetzt werden.
Die genaue Kapazität wird anhand des Erzeugungs- und Verbrauchsprofils bestimmt.
Ein Speicher mit mehreren MWh kann größere Energiemengen aufnehmen als kleinere gewerbliche Systeme.
Dabei muss jedoch auch die Lade- und Entladeleistung berücksichtigt werden.
16. Mittelspannungsanschluss berücksichtigen
Bei größeren Photovoltaik- und Batteriespeicheranlagen kann eine Mittelspannungsanbindung erforderlich sein.
In diesem Fall können Transformatoren, Mittelspannungsschaltanlagen und Schutztechnik Teil des Gesamtsystems sein.
Die technische Auslegung muss an die Anforderungen des Netzanschlusses angepasst werden.
Auch die vorhandene Infrastruktur am Standort spielt eine wichtige Rolle.
17. Batteriespeicher mit Trafostation
Ein Batteriespeicher kann je nach Anlagenkonzept mit einer Trafostation verbunden werden.
Der Transformator übernimmt dabei die Anpassung zwischen unterschiedlichen Spannungsebenen.
Bei großen PV-Anlagen kann die Kombination aus Photovoltaik, Batteriespeicher, Wechselrichter und Trafostation Teil eines umfassenden Energieversorgungssystems sein.
Die Dimensionierung der Trafostation muss auf die geplante elektrische Leistung abgestimmt werden.
18. Vorteile für Industrieunternehmen
Industrieunternehmen können von der Kombination aus Photovoltaik und Batteriespeicher auf unterschiedliche Weise profitieren.
Überschüssige Solarenergie kann gespeichert und später für den eigenen Verbrauch bereitgestellt werden.
Der Batteriespeicher kann außerdem abhängig von seiner Auslegung zur Reduzierung von Lastspitzen beitragen.
Dadurch lässt sich die Energieversorgung flexibler gestalten.
Besonders interessant ist dies für Unternehmen mit einem hohen und regelmäßig schwankenden Stromverbrauch.
19. Vorteile für Gewerbebetriebe
Auch Gewerbebetriebe können Batteriespeicher mit Photovoltaikanlagen kombinieren.
Bürogebäude, Produktionsstätten, Lagerhallen und andere Gewerbeimmobilien können unterschiedliche Lastprofile besitzen.
Ein Batteriespeicher kann dazu beitragen, die erzeugte Solarenergie besser an diese Verbrauchsprofile anzupassen.
Dadurch kann die Nutzung der eigenen Photovoltaikerzeugung zeitlich erweitert werden.
20. Netzbezug reduzieren
Wenn Solarenergie direkt oder über den Batteriespeicher genutzt wird, kann der Strombezug aus dem öffentlichen Netz entsprechend sinken.
Ein Energiemanagementsystem kann dabei die verfügbaren Energiequellen koordinieren.
Bei ausreichender Solarstromerzeugung wird zunächst die direkte Nutzung bevorzugt.
Überschüsse können in den Batteriespeicher fließen.
Bei fehlender Solarenergie kann die gespeicherte Energie wieder genutzt werden.
21. Lastspitzen reduzieren
Ein Batteriespeicher kann nicht nur Solarstrom speichern, sondern abhängig von der Betriebsstrategie auch für Peak Shaving eingesetzt werden.
Wenn der Stromverbrauch eines Unternehmens kurzfristig stark ansteigt, kann der Batteriespeicher zusätzliche Leistung bereitstellen.
Dadurch kann der Netzbezug während bestimmter Zeiträume reduziert werden.
Für diese Anwendung ist vor allem die verfügbare Speicherleistung in MW entscheidend.
22. Erzeugung und Verbrauch aufeinander abstimmen
Ein Batteriespeicher schafft eine Verbindung zwischen Solarstromerzeugung und Stromverbrauch.
Die Photovoltaikanlage produziert abhängig vom Wetter.
Der Verbrauch folgt dagegen den betrieblichen Anforderungen.
Durch das Speichern und spätere Bereitstellen von Energie können diese beiden Profile besser aufeinander abgestimmt werden.
Dies ist einer der wichtigsten Gründe für den Einsatz von Batteriespeichern bei größeren Photovoltaikanlagen.
23. Technische Planung Schritt für Schritt
Die Planung eines Batteriespeichers für Photovoltaik sollte systematisch erfolgen.
Zunächst werden Größe und Leistung der Photovoltaikanlage ermittelt.
Danach werden die Solarstromerzeugungsdaten analysiert.
Im nächsten Schritt wird das Verbrauchsprofil untersucht.
Anschließend werden Leistung und Speicherkapazität des Batteriespeichers festgelegt.
Danach folgen die Auswahl der Batterie, Containerlösung, Wechselrichter und gegebenenfalls Transformatoren.
Anschließend wird der Netzanschluss geprüft.
Zum Schluss werden Energiemanagement, Sicherheitskonzept, Installation und Inbetriebnahme geplant.
24. Standort des Batteriespeichers planen
Der Standort muss ausreichend Platz für die Batteriespeicher Container und weitere technische Komponenten bieten.
Auch die Entfernung zum Netzanschlusspunkt kann berücksichtigt werden.
Wartungszugänge und technische Infrastruktur müssen ebenfalls eingeplant werden.
Bei großen Solarparks sollte die räumliche Anordnung bereits während der Projektplanung berücksichtigt werden.
25. Sicherheit und Temperaturmanagement
Batteriespeicher benötigen ein geeignetes Temperatur- und Sicherheitskonzept.
Je nach Technologie können Überwachungssysteme für Temperatur, Spannung und Ladezustand eingesetzt werden.
Auch eine geeignete Kühlung kann erforderlich sein.
Bei containerisierten Systemen werden die technischen Anforderungen bereits bei der Auswahl und Planung der Containerlösung berücksichtigt.
26. Wirtschaftlichkeit prüfen
Die Investition in einen Batteriespeicher sollte anhand der individuellen Projektbedingungen bewertet werden.
Zu den Kosten gehören unter anderem Batteriesystem, Container, Wechselrichter, Transformator, Schaltanlagen, Energiemanagement, Installation und Netzanschluss.
Demgegenüber stehen mögliche Vorteile durch die bessere Nutzung des Solarstroms und weitere Anwendungen wie Peak Shaving.
Eine belastbare Bewertung sollte mit realen Verbrauchs- und Erzeugungsdaten durchgeführt werden.
27. Erweiterbarkeit berücksichtigen
Photovoltaikanlagen können im Laufe der Zeit erweitert werden.
Auch der Stromverbrauch eines Unternehmens kann steigen.
Deshalb kann es sinnvoll sein, bereits bei der Planung des Batteriespeichers mögliche zukünftige Entwicklungen zu berücksichtigen.
Eine modulare Speicherlösung kann unter geeigneten Voraussetzungen später erweitert werden.
Ob dies technisch möglich ist, hängt vom jeweiligen System und der vorhandenen Infrastruktur ab.
28. Betriebsdaten regelmäßig überwachen
Nach der Inbetriebnahme sollte das System kontinuierlich überwacht werden.
Wichtige Daten sind beispielsweise Ladezustand, Ladeleistung, Entladeleistung, Solarstromerzeugung und Netzbezug.
Durch die Analyse dieser Werte lässt sich feststellen, ob die geplante Betriebsstrategie tatsächlich umgesetzt wird.
Bei Veränderungen des Energieprofils kann die Steuerung entsprechend angepasst werden.
29. Wartung und langfristiger Betrieb
Ein Batteriespeicher benötigt regelmäßige Wartung und technische Kontrolle.
Dabei werden unter anderem Batterieeinheiten, Wechselrichter, Kühlsysteme und elektrische Komponenten überprüft.
Auch das Energiemanagementsystem sollte regelmäßig kontrolliert werden.
Eine strukturierte Wartung unterstützt einen zuverlässigen langfristigen Betrieb.
Fazit
Ein Batteriespeicher für Photovoltaik kann dazu beitragen, Solarenergie flexibler zu nutzen und den Eigenverbrauch entsprechend dem individuellen Energieprofil zu optimieren. Überschüssiger Solarstrom kann gespeichert und zu einem späteren Zeitpunkt wieder bereitgestellt werden.
Für Industrie- und Gewerbebetriebe kann die Kombination aus Photovoltaik und Batteriespeicher besonders interessant sein. Neben der Nutzung gespeicherter Solarenergie kann ein entsprechend ausgelegtes System auch zur Reduzierung von Lastspitzen beitragen.
Bei großen Photovoltaikanlagen kommen häufig Batteriespeicher im MWh-Bereich und Batteriespeicher Container zum Einsatz. Ergänzend können Wechselrichter, Transformatoren, Mittelspannungsschaltanlagen und Energiemanagementsysteme erforderlich sein.
Entscheidend ist eine individuelle Dimensionierung. Die Leistung in MW und die Speicherkapazität in MWh müssen ebenso berücksichtigt werden wie PV-Leistung, Verbrauchsprofil, Netzanschluss und gewünschte Speicherdauer.
Richtig geplant und technisch integriert kann ein Batteriespeicher eine wichtige Ergänzung zu einer Photovoltaikanlage darstellen und dabei helfen, Solarenergie zeitlich flexibler zu speichern und bedarfsgerechter zu nutzen.
