solarstromanlagen mit speicherbatterien zur verminderung der solaren mittagsspitzen und zur...
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Solarstromanlagen mit Speicherbatterien zur Verminderung der solaren Mittagsspitzen und zur Erhöhung des
Solarstromanteils im Stromnetz
Diskussionsentwurf von Dipl.-Ing. Wolf von Fabeck, Solarenergie-Förderverein Deutschland (SFV)
Einbeziehung der dezentralen Stromspeicherung in das EEG
Zusammenfassung: Bei weiterem Ausbau der Solarenergie können an sonnigen Tagen und den darauf folgenden Abend-, Nacht- und Vormittagsstunden auch energieintensive Industrieanlagen am Hochspannungsnetz vollständig mit Solarstrom versorgt werden. Ein Ausbau der Nieder-, Mittel- und Hochspannungsnetze ist dafür nicht erforderlich. Notwendig ist lediglich die Zwischenspeicherung der mittäglichen Solarspitze direkt an der Quelle, d.h. durch Batteriespeicher, die direkt in die Solaranlage integriert sind und die zeitlich verzögerte, dosierte Abgabe ins Stromnetz.
Vorbemerkung:
Die Umstellung der Energieversorgung auf Erneuerbare Energien wird sich im Wesentlichen auf zwei Techniken stützen, die Solarstrom- und die Windstromgewinnung an Land. Die Windenergie wird ihren Hauptbeitrag im Winterhalbjahr leisten, die Solarenergie im Sommer.
Der folgende Beitrag bezieht sich im Wesentlichen auf die Rolle der Photovoltaik, d.h. auf die Jahreszeit von Mai bis September.
Für die Windenergie liegen die Verhältnisse ähnlich, nur sind die Zeiträume, in denen Windüberschuss- oder Windmangel herrscht, länger als bei der Solarenergie. Die Speicher müssen deshalb für die Windenergie größer dimensioniert werden.
Um die Mittagszeit wird im Sommerhalbjahr besonders viel Strom verbraucht (Mittagsspitze)
Tagesgang der Sommerlastkurve
Solarstrom kommt scheinbar genau zur Entlastung der mittäglichen Lastspitze
Tagesgang der Sommerlastkurve
Steigert man den Ausbau der Solarenergie, so verkehrt sich die Entlastung in ihr Gegenteil
Tagesgang der Sommerlastkurve
Um die Mittagszeit gibt es mehr Solarstrom, als zu diesem Zeitpunkt überhaupt benötigt wird
Um die Mittagszeit gibt es mehr Solarstrom, als zu diesem Zeitpunkt überhaupt benötigt wird. Weiterer Ausbau der Solarenergie löst das Problem nicht. Er erhöht nur den Überschuss zur Mittagszeit, liefert aber keinen Beitrag zur Deckung der abendlichen Lastspitze oder zur nächtlichen Stromversorgung.
Um die Mittagszeit gibt es mehr Solarstrom, als zu diesem Zeitpunkt überhaupt benötigt wird. Weiterer Ausbau der Solarenergie löst das Problem nicht. Er erhöht nur den Überschuss zur Mittagszeit, liefert aber keinen Beitrag zur Deckung der abendlichen Lastspitze oder zur nächtlichen Stromversorgung.
Wie können wir den Überschuss sinnvoll verwerten?
Wie können wir den Überschuss sinnvoll verwerten?
Vielleicht für Stromgroßverbraucher?
So wird derzeit die stromintensive Industrie mit Strom versorgt
Hochspannung 220.000 Volt
Kohlestrom
Zur stromintensiven Industrie
Kohlestrom
So werden nachts die privaten Endkunden mit Kohlestrom versorgt
Zur stromintensiven Industrie
Hochspannung 220.000 Volt
Kohlestrom
Zur stromintensiven Industrie
So werden nachts die privaten Endkunden mit Kohlestrom versorgt
Hochspannung 220.000 Volt
Kohlestrom
Zur stromintensiven Industrie
So werden nachts die privaten Endkunden mit Kohlestrom versorgt
Hochspannung 220.000 Volt
Hochspannung zu gefährlich für Endverbraucher
Hochspannung 220.000 Volt
Kohlestrom
Transformator
Zeichenerklärung:
Zur stromintensiven Industrie
So werden nachts die privaten Endkunden mit Kohlestrom versorgt
Transformatoren setzen die Spannung herab, aber übertragen die Leistung nahezu verlustfrei
Mittels
pannung
20.00
0 Volt
Hochspannung 220.000 Volt
Kohlestrom
Niederspannung 230 Volt
Transformator
Zeichenerklärung:
Zur stromintensiven Industrie
So werden nachts die privaten Endkunden mit Kohlestrom versorgt
Mittels
pannung
20.00
0 Volt
Hochspannung 220.000 Volt
Kohlestrom
Niederspannung 230 Volt
Zur stromintensiven Industrie
So werden nachts die privaten Endkunden mit Kohlestrom versorgt
Erste Stufe Solarausbau
Hochspannung 220.000 Volt
Kohlestrom
Niederspannung 230 Volt
Erste Stufe Solarausbau
Zur stromintensiven Industrie
Hochspannung 220.000 Volt
Kohlestrom
Niederspannung 230 Volt
Erste Stufe Solarausbau
Zur stromintensiven Industrie
Mittels
pannung
20.00
0 Volt
Hochspannung 220.000 Volt
Kohlestrom
Niederspannung 230 Volt
Erste Stufe Solarausbau
Zur stromintensiven Industrie
Mittels
pannung
20.00
0 Volt
Hochspannung 220.000 Volt
Kohlestrom
Niederspannung 230 Volt
Erste Stufe Solarausbau
Zur stromintensiven Industrie
Mittels
pannung
20.00
0 Volt
Hochspannung 220.000 Volt
Kohlestrom
Niederspannung 230 Volt
Erste Stufe Solarausbau
Zur stromintensiven Industrie
Mittels
pannung
20.00
0 Volt
Hochspannung 220.000 Volt
Kohlestrom
Niederspannung 230 Volt
Erste Stufe Solarausbau
Zur stromintensiven Industrie
Mittels
pannung
20.00
0 Volt
Hochspannung 220.000 Volt
Kohlestrom
Niederspannung 230 Volt
Erste Stufe Solarausbau
Zur stromintensiven Industrie
Mittels
pannung
20.00
0 Volt
Hochspannung 220.000 Volt
Kohlestrom
Niederspannung 230 Volt
Private Endkunden versorgen sich selbst und ihre Nachbarn in Sonnenstunden mit Solarstrom
Zur stromintensiven Industrie
Zweite Stufe Solarausbau:
Hochspannung 220.000 Volt
Kohlestrom
Niederspannung 230 Volt
Zweite Stufe Solarausbau
Zur stromintensiven Industrie
Mittels
pannung
20.00
0 Volt
Hochspannung 220.000 Volt
Kohlestrom
Niederspannung 230 Volt
Zweite Stufe Solarausbau
Zur stromintensiven Industrie
Mittels
pannung
20.00
0 Volt
Hochspannung 220.000 Volt
Kohlestrom
Niederspannung 230 Volt
Zweite Stufe Solarausbau
Zur stromintensiven Industrie
Mittels
pannung
20.00
0 Volt
Hochspannung 220.000 Volt
Kohlestrom
Niederspannung 230 Volt
Zweite Stufe Solarausbau
Zur stromintensiven Industrie
Mittels
pannung
20.00
0 Volt
Kohlestrom
Hochspannung 220.000 Volt
Niederspannung 230 Volt
Zweite Stufe Solarausbau
Zur stromintensiven Industrie
Mittels
pannung
20.00
0 Volt
Zur stromintensiven Industrie
Solarstrom Kohlestrom
Hochspannung 220.000 Volt
Niederspannung 230 Volt
Solarstrom fließt „rückwärts“ bis zur stromintensiven Industrie.Kohlestrom wird mittags nicht mehr benötigt
Mittels
pannung
20.00
0 Volt
Zur energieintensiven Industrie
Solarstrom
Hochspannung 220.000 Volt
Niederspannung 230 Volt
Solarstrom fließt „rückwärts“ bis zur stromintensiven Industrie.Kohlestrom wird mittags nicht mehr benötigt
Dritte Stufe Solarausbau:
Zur energieintensiven Industrie
Solarstrom
Hochspannung 220.000 Volt
Niederspannung 230 Volt
Dritte Stufe Solarausbau
Mittels
pannung
20.00
0 Volt
Zur energieintensiven Industrie
Solarstrom
Hochspannung 220.000 Volt
Niederspannung 230 Volt
Dritte Stufe Solarausbau
Mittels
pannung
20.00
0 Volt
Zur energieintensiven Industrie
Solarstrom
Hochspannung 220.000 Volt
Niederspannung 230 Volt
Dritte Stufe Solarausbau
Mittels
pannung
20.00
0 Volt
Zur energieintensiven Industrie
Solarstrom
Hochspannung 220.000 Volt
Niederspannung 230 Volt
Dritte Stufe Solarausbau
Zur energieintensiven Industrie
Solarstrom
Dritte Stufe Solarausbau stößt an zwei Grenzen:
Zur energieintensiven Industrie
Solarstrom
Erste Grenze: Stromnetze können solare Mittagsspitze nicht mehr weiterleiten
Zur energieintensiven Industrie
Solarstrom
Zweite Grenze: Die solare Mittags-spitze wird zur angebotenen Zeit in dieser Höhe nicht benötigt
Verweigerung des Netzanschlusses bringt Energiewende zum Stocken
Niederspannungsnetz 230 V
Zulässige Spannung im Niederspannungsnetz 230 Volt plus minus 10 Prozent
Anschluss von zusätzlichen Solarstromanlagen wird immer häufiger von den Betreibern der Niederspannungsnetze abgelehnt
Niederspannungsnetz 230 VMesspunkt
Netzberechnung geht vom ungünstigsten Fall aus: Kein Stromverbrauch (alle Bewohner im Sommerurlaub)
Zulässige Spannung im Niederspannungsnetz 230 Volt plus minus 10 Prozent
Niederspannungsnetz 230 V
Spannung am Ende des Netzzweiges steigt über zulässigen Höchstwert 230 V + 10 Prozent = 253 Volt
Messpunkt
Zulässige Spannung im Niederspannungsnetz 230 Volt plus minus 10 Prozent
Keine Anschlussgenehmigung für neue Solaranlagen, obwohl reichlich Dächer vorhanden sind
Niederspannungsnetz 230 V
Ohne Genehmigung weiterer Solaranlagen kommt Energiewende zum Stillstand
Niederspannungsnetz 230 V
Neu hinzukommende Solaranlagen erhalten keine Anschluss-Genehmigung, obwohl reichlich Dächer vorhanden sind
Gesetzgeber und BundesNetzagentur schlagen Netzausbau vor
Das ist zwar ein Irrweg
Aber sehen wir uns die Begründung an
Berechnung der Spannungsanhebung
Solarstrom I wird mittels Sonnenenergie durch das Niederspannungsnetz getrieben.
Solarstrom I
Zwischen den Punkten A und B hat das Netzkabel einen Widerstand R
A B
Berechnung der Spannungsanhebung
R
Solarstrom I wird mittels Sonnenenergie durch das Niederspannungsnetz getrieben.
Solarstrom I
Zwischen den Punkten A und B hat das Netzkabel einen Widerstand R
A B
Berechnung der Spannungsanhebung
R
Solarstrom I wird mittels Sonnenenergie durch das Niederspannungsnetz getrieben.
Solarstrom I
Der Solarstrom I erzeugt in B eine Spannungserhöhung Delta U = R * I
Zwischen den Punkten A und B hat das Netzkabel einen Widerstand R
A B
Berechnung der Spannungsanhebung
R
Solarstrom I wird mittels Sonnenenergie durch das Niederspannungsnetz getrieben.
Solarstrom I
Der Solarstrom I erzeugt in B eine Spannungserhöhung Delta U = R * I
Netzausbau (Verlegen von Parallelkabel) verkleinert den Widerstand R
Zwischen den Punkten A und B hat das Netzkabel einen Widerstand R
A B
Berechnung der Spannungsanhebung
R
Solarstrom I wird mittels Sonnenenergie durch das Niederspannungsnetz getrieben.
Solarstrom I
Der Solarstrom I erzeugt in B eine Spannungserhöhung Delta U = R * I
Netzausbau (Verlegen von Parallelkabel) verkleinert den Widerstand R
Damit verkleinert man die störende Spannungserhöhung Delta U = R * Iund könnte mehr Solaranlagen anschließen.
Fazit: Netzausbau im Niederspannungnetz könnte den Abtransport höherer Solar-Spitzenströme ermöglichen
Fazit: Netzausbau im Niederspannungnetz könnte den Abtransport höherer Solar-Spitzenströme ermöglichen
Aber …
Die vorgelagerten Netze müssten dann ebenfalls ausgebaut werden.
Mittelsp
annung
20.000 V
olt
Fazit: Netzausbau im Niederspannungnetz könnte den Abtransport höherer Solar-Spitzenströme ermöglichen
Aber …
Die vorgelagerten Netze müssten dann ebenfalls ausgebaut werden.
Mittelsp
annung
20.000 V
olt
Mittelsp
annung
20.000 V
olt
Und wer will den Spitzenstrom überhaupt haben?
Mittelsp
annung
20.000 V
olt
Das Kappen der Mittagsspitze vernichtet wertvolle Energie
Mittelsp
annung
20.000 V
olt
Das Kappen der Mittagsspitze vernichtet wertvolle Energie
An wieviel Tagen wird eine vorgegebene Leistung überschritten?
80
Höchstleistung in Bruchteilen der Peakleistung0,7
Beispiel: Die für Anlagen unter 30 kWp gesetzlich empfohlene Drosselung der Einspeiseleistung auf 0,7 der Peakleistung hätte im Jahr 2011 für Anlagen im PLZ-Bereich 20 an 80 Tagen zu Verlusten geführt.
10
Höchstleistung in Bruchteilen der Peakleistung
0,7
Beispiel: Die für Anlagen unter 30 kWp empfohlene Drosselung der Einspeiseleistung auf 0,7 der Peakleistung hätte im Jahr 2011 für Anlagen im PLZ-Bereich 20 an 80 Tagen zu Verlusten geführt. Die Verluste hätten im Jahr 2011 pro kWp eine Höhe von 10 kWh erreicht
Problembeschreibung
Erst 5 Prozent der Dächer und Fassaden sind mit Solarstromanlagen belegt
Problembeschreibung
Erst 5 Prozent der Dächer und Fassaden sind mit Solarstromanlagen belegt
Problembeschreibung
Neue Solaranlagen erhalten keine Anschlussgenehmigung. Die Energiewende kommt dadurch ins Stocken
Erst 5 Prozent der Dächer und Fassaden sind mit Solarstromanlagen belegt
Problembeschreibung
Ziel der Energiewende ist die Versorgung aller Verbraucher insbesondere mit Strom aus Solar- und Windenergie
Neue Solaranlagen erhalten keine Anschlussgenehmigung. Die Energiewende kommt dadurch ins Stocken
Erst 5 Prozent der Dächer und Fassaden sind mit Solarstromanlagen belegt
Problembeschreibung
Ziel der Energiewende ist die Versorgung aller Verbraucher insbesondere mit Strom aus Solar- und Windenergie
Strom aus Sonne und Wind fällt in der Fläche an, also dezentral. Er wird zunächst vom Nieder- und Mittelspannungsnetz aufgenommen
Neue Solaranlagen erhalten keine Anschlussgenehmigung. Die Energiewende kommt dadurch ins Stocken
Erst 5 Prozent der Dächer und Fassaden sind mit Solarstromanlagen belegt
Problembeschreibung
Ziel der Energiewende ist die Versorgung aller Verbraucher insbesondere mit Strom aus Solar- und Windenergie
Besonders anspruchsvolle Aufgabe ist die Versorgung der stromintensiven Großverbraucher am Hochspannungsnetz. Energiefluss von „unten“ nach „oben“.
Strom aus Sonne und Wind fällt in der Fläche an, also dezentral. Er wird zunächst vom Nieder- und Mittelspannungsnetz aufgenommen
Neue Solaranlagen erhalten keine Anschlussgenehmigung. Die Energiewende kommt dadurch ins Stocken
Erst 5 Prozent der Dächer und Fassaden sind mit Solarstromanlagen belegt
Problembeschreibung
BundesNetzagentur drängt auf Ausbau der Stromnetze. Doch diese Forderung löst das Problem nicht.
Ziel der Energiewende ist die Versorgung aller Verbraucher insbesondere mit Strom aus Solar- und Windenergie
Besonders anspruchsvolle Aufgabe ist die Versorgung der stromintensiven Großverbraucher am Hochspannungsnetz. Energiefluss von „unten“ nach „oben“.
Strom aus Sonne und Wind fällt in der Fläche an, also dezentral. Er wird zunächst vom Nieder- und Mittelspannungsnetz aufgenommen
Neue Solaranlagen erhalten keine Anschlussgenehmigung. Die Energiewende kommt dadurch ins Stocken
Erst 5 Prozent der Dächer und Fassaden sind mit Solarstromanlagen belegt
Großverbraucher im Hochspannungsnetz könnten auch ohne Netzausbau vollständig mit Solarleistung aus dem Niederspannungsnetz versorgt werden
Problembeschreibung
BundesNetzagentur drängt auf Ausbau der Stromnetze. Doch diese Forderung löst das Problem nicht.
Ziel der Energiewende ist die Versorgung aller Verbraucher insbesondere mit Strom aus Solar- und Windenergie
Besonders anspruchsvolle Aufgabe ist die Versorgung der stromintensiven Großverbraucher am Hochspannungsnetz. Energiefluss von „unten“ nach „oben“.
Strom aus Sonne und Wind fällt in der Fläche an, also dezentral. Er wird zunächst vom Nieder- und Mittelspannungsnetz aufgenommen
Neue Solaranlagen erhalten keine Anschlussgenehmigung. Die Energiewende kommt dadurch ins Stocken
Erst 5 Prozent der Dächer und Fassaden sind mit Solarstromanlagen belegt
Großverbraucher im Hochspannungsnetz könnten auch ohne Netzausbau vollständig mit Solarleistung aus dem Niederspannungsnetz versorgt werden
Problembeschreibung
BundesNetzagentur drängt auf Ausbau der Stromnetze. Doch diese Forderung löst das Problem nicht.
Es folgt die Begründung, warum die Netzkapazität im allgemeinen reicht:
Ziel der Energiewende ist die Versorgung aller Verbraucher insbesondere mit Strom aus Solar- und Windenergie
Besonders anspruchsvolle Aufgabe ist die Versorgung der stromintensiven Großverbraucher am Hochspannungsnetz. Energiefluss von „unten“ nach „oben“.
Strom aus Sonne und Wind fällt in der Fläche an, also dezentral. Er wird zunächst vom Nieder- und Mittelspannungsnetz aufgenommen
Neue Solaranlagen erhalten keine Anschlussgenehmigung. Die Energiewende kommt dadurch ins Stocken
Mittels
pannung
20.00
0 Volt
Hochspannung 220.000 Volt
Kohlestrom
Begründung:An Tagen ohne Wind und Sonnenenergie werden alle Stromkunden mit Kohlestrom versorgt
Niederspannung 230 Volt
Zur stromintensiven Industrie
Mittels
pannung
20.00
0 Volt
Hochspannung 220.000 Volt
Kohlestrom
Niederspannung 230 Volt
Zur stromintensiven Industrie
Auch im Winter
Begründung:An Tagen ohne Wind und Sonnenenergie werden alle Stromkunden mit Kohlestrom versorgt
Hochspannung 220.000 Volt
Kohlestrom
Niederspannung 230 Volt
Zur stromintensiven Industrie
Im Winter ist der Strombedarf höherTagesgang Winter
Tagesgang Sommer
Hochspannung 220.000 Volt
Kohlestrom
Niederspannung 230 Volt
Zur stromintensiven Industrie
Stromnetze sind zur Übertragung der höheren Winterlast ausgelegt
Tagesgang Winter
Tagesgang Sommer
Kohlestrom
Zur stromintensiven Industrie
Strom kann durch das Stromnetz in beiden Richtungen fließen
Kohlestrom
Zur stromintensiven Industrie
Strom kann durch das Stromnetz in beiden Richtungen fließen
Kohlestrom von „oben nach unten“
Zur energieintensiven Industrie
Solarstrom
Strom kann durch das Stromnetz in beiden Richtungen fließen
Kohlestrom von „oben nach unten“
Solarstrom von „unten nach oben“
Zur energieintensiven Industrie
Solarstrom
Strom kann durch das Stromnetz in beiden Richtungen fließen
Wichtig! Würde Solarstrom gleichmäßiger fließen, so würde das Stromnetz ausreichen
Aber was machen wir mit dem Spitzenstrom?
Aber was machen wir mit dem Spitzenstrom?
Die Lösung:
Wir verkleinern den solaren Spitzenstrom I max,
direkt an der Quelle
Aber was machen wir mit dem Spitzenstrom?
Die Lösung:
Wir verkleinern den solaren Spitzenstrom I max,
direkt an der Quelle, indem wir die mittägliche Solarleistung auf den Abend und die folgende Nacht verteilen.
Aber was machen wir mit dem Spitzenstrom?
Die Lösung:
Wir verkleinern den solaren Spitzenstrom I max,
direkt an der Quelle, indem wir die mittägliche Solarleistung auf den Abend und die folgende Nacht verteilen.
Wir bereiten die Invasion des Stromnetzes von unten her vor: Mit Solarstrom tags und nachts (und Windstrom) verdrängen wir Kohle-, Atom- und Erdgasstrom
Dazu verwenden wir aufladbare Batterien in Kombination mit Solaranlagen
Aber was machen wir mit dem Spitzenstrom?
Die Lösung:
Wir verkleinern den solaren Spitzenstrom I max,
direkt an der Quelle, indem wir die mittägliche Solarleistung auf den Abend und die folgende Nacht verteilen.
Wir bereiten die Invasion des Stromnetzes von unten her vor: Mit Solarstrom tags und nachts (und Windstrom) verdrängen wir Kohle-, Atom- und Erdgasstrom
Aufladbare Batterien lösen das Problem
Jahreshöchstwert
6:00 Uhr 12:00 Uhr 18:00 Uhr 24:00 Uhr
Der Jahreshöchstwert von 0,875 der Peakleistung wäre im Jahr 2011 praktisch nicht überschritten worden.
Nach Daten von SMA im Jahr 2011
Höchstleistung in Bruchteilen der Peakleistung
Jahreshöchst-wert 2011
0,875
Umrichterleistung (AC) = 0,3 Peak-Leistung (DC)
Freiwillige Beschränkung der
An etwa 240 Tagen wäre eine Leistung von 0,3 der Peakleistung überschritten worden.
Nach Daten von SMA im Jahr 2011
Höchstleistung in Bruchteilen der Peakleistung
240
0,3
Beispiel: Die vom SFV empfohlene Drosselung der Einspeiseleistung auf 0,3 der Peakleistung hätte im Jahr 2011 für Anlagen im PLZ-Bereich 80 Überschussleistungen in Höhe von 330 kWh/kWp (abzüglich der Speicherverluste) erbracht, die man speichern und im Lauf der folgenden Stunden dosiert ins Netz einspeisen könnte.Im PLZ-Bereich 10 wären es etwa 200 kWh/kWp gewesen.
330
Höchstleistung in Bruchteilen der Peakleistung
0,3
200
Umrichterleistung (AC) = 0,3 Peak-Leistung (DC)
An etwa 240 Tagen wird 0,3 Peak-Leistung erreicht oder überschritten
Freiwillige Beschränkung der
Überschuss
Umrichterleistung (AC) = 0,3 Peak-Leistung (DC)
An etwa 240 Tagen wird 0,3 Peak-Leistung erreicht oder überschritten
Freiwillige Beschränkung der
Überschuss
Der Überschuss pro kWp liegt im Jahr etwa bei 200 bis 400 kWh
Umrichterleistung (AC) = 1/3 Peak-Leistung (DC)
Freiwillige Beschränkung der
Solargenerator
Einspeisezähler
DC
AC
Umrichter
Solargenerator
Umrichter Einspeisezähler
DC
AC
Dieser freiwillige Verzicht muss durch höhere Vergütung ausgeglichen werden
Umrichterleistung (AC) = 1/3 Peak-Leistung (DC)
Freiwillige Beschränkung der
Umrichterleistung (AC) = 0,3 Peak-Leistung (DC)
Kleiner als ca. 0,3 der Peak-Leistung darf die Umrichterleistung nicht sein. Überschussenergie muss vollständig eingespeist werden können, bevor am nächsten Tag erneut die Solarleistung 0,3 * Peak übersteigt.
Batterieaufladen
Tageshöchstleistung (DC)
Wir speichern die mittägliche Leistung und speisen sie am Abend und in der Nacht ein
Direkt einspeisen
speichern
Restladung
Batterieaufladen
Tageshöchstleistung (DC)
Spitzenleistung des Umrichters (AC)
Direkt einspeisen
speichern
Batterieaufladen
Tageshöchstleistung (DC)
Spitzenleistung des Umrichters (AC)
Direkt einspeisen
speichern
Batterieaufladen
Tageshöchstleistung (DC)
Spitzenleistung des Umrichters (AC)
Direkt einspeisen
speichern
Batterieaufladen
Tageshöchstleistung (DC)
Spitzenleistung des Umrichters (AC)
Direkt einspeisen
speichern
Batterieaufladen
Tageshöchstleistung (DC)
Spitzenleistung des Umrichters (AC)
Direkt einspeisen
speichern
Batterieaufladen
Tageshöchstleistung (DC)
Spitzenleistung des Umrichters (AC)
Direkt einspeisen
speichern
Batterieaufgeladen
Spitzenleistung des Umrichters (AC)
Direkt einspeisen
Zur Minimierung der Speicherverlustegleichmäßig mit möglichst geringer Leistung in das Stromnetz einspeisen
Direkt einspeisen
Direkt einspeisen
Zur Minimierung der Speicherverlustegleichmäßig mit möglichst geringer Leistung in das Stromnetz einspeisen
Direkt einspeisen
Zur Minimierung der Speicherverlustegleichmäßig mit möglichst geringer Leistung in das Stromnetz einspeisen
Direkt einspeisen
Nicht völlig entladen!
Zur Minimierung der Speicherverlustegleichmäßig mit möglichst geringer Leistung in das Stromnetz einspeisen
Direkt einspeisen
Nicht völlig entladen!
Die Lebensdauer von Bleibatterien würde bei vollständiger Entladung erheblich verkürzt
Solargenerator
MPP-Regler zieht jederzeit
maximale Leistung
Wechselrichter zur Netz-
einspeisung
Leistungs-begrenzer auf
0,3 Peakleistung
Batterie
DC/DC - Steller
Vorrang
Intelligenter Dosierer
Überschuss
Diskussionsvorschlag 1Bedarf noch der Überarbeitung
Der Dosierer sorgt dafür, dass die Batterie mit gleichmäßiger Leistung entladen wird - nur soweit, dass am nächsten Tag genug Aufnahmefähigkeit für den Überschuss gegeben ist.
Netzeinspeisung
Solargenerator
Wechselrichter zur Netz-
einspeisung
Leistungs-begrenzer auf
0,3 Peakleistung
Batterie
Batterie-Ladegerät
Vorrang
Intelligenter Dosierer
Überschuss
MPP-Regler zieht jederzeit
maximale Leistung
Diskussionsvorschlag 2Bedarf noch der Überarbeitung
Der Dosierer sorgt dafür, dass die Batterie mit gleichmäßiger Leistung entladen wird - nur soweit, dass am nächsten Tag genug Aufnahmefähigkeit für den Überschuss gegeben ist.
Netzeinspeisung
Speicher
DC
AC
Solargenerator
UmrichterEinspeisezähler
Umrichterleistung = 1/3 Solargeneratorleistung
Tatsächlicher Solarleistungsverlauf wie im PLZ-Bereich 52 am 2.6.11 nach SMAAnnahme: Solare Tageserzeugung = dreifache Tageslast
SolarleistungSommer-LastkurveAbzuführende Leistung
Zuzuführende Leistung
Umrichterleistung gleich Peakleistung
0 Uhr 12 Uhr 24 Uhr
Tatsächlicher Solarleistungsverlauf wie im PLZ-Bereich 52 am 2.6.11 nach SMAAnnahme: Solare Tageserzeugung = dreifache Tageslast
SolarleistungSommer-LastkurveAbzuführende Leistung
Zuzuführende Leistung
Umrichterleistung gleich Peakleistung
0 Uhr 12 Uhr 24 Uhr
Umrichterleistung= 0,3 * Peakleistung und mit Speicher
Tatsächlicher Solarleistungsverlauf wie im PLZ-Bereich 52 am 2.6.11 nach SMAAnnahme: Solare Tageserzeugung = dreifache Tageslast
SolarleistungSommer-LastkurveAbzuführende Leistung
Zuzuführende Leistung
Umrichterleistung gleich Peakleistung
0 Uhr 12 Uhr 24 Uhr
Umrichterleistung= 0,3 * Peakleistung und mit Speicher
Tatsächlicher Solarleistungsverlauf wie im PLZ-Bereich 52 am 2.6.11 nach SMAAnnahme: Solare Tageserzeugung = dreifache Tageslast
SolarleistungSommer-LastkurveAbzuführende Leistung
Zuzuführende LeistungNetzbelastung
Umrichterleistung gleich Peakleistung
Verminderung der Netzbelastung
Umrichterleistung= 0,3 * Peakleistung und mit Speicher
ca. 60 % des höchstmöglichen
Solar-Tagesertrages
Speicher
DC
AC
Solargenerator
Umrichter
Speicherkapazität ausreichend für
Einspeisezähler
Speicher
DC
AC
Solargenerator
UmrichterEinspeisezähler
Bleibatterien oder andere wiederaufladbare Batterien mit gutem Wirkungsgrad Ca.5 kWh freie Speicherkapazität pro 1kWp Solarleistung
Speicher
DC
AC
Solargenerator
UmrichterEinspeisezähler
Ca.5 kWh freie Speicherkapazität pro 1kWp Solarleistung
10 Bleibatterien (1kWh) - „VRLA“ Batterie Valve regulated lead acid (m. Überdruckventil)- Gel-Batterie - AGM absortiv glass mat (Mit Glasfasergespinst)
Bleibatterien sollten nur halb entladen werden, um eine Gebrauchsdauer von 10 Jahren zu erreichen.
Dazu Batterieschrank und Laderegler wg. Betriebssicherheit
Speicher
DC
AC
Solargenerator
UmrichterEinspeisezähler
Mehrkosten pro kWp derzeit noch ca. 3000 € ??
Speicher
DC
AC
Solargenerator
mittags
mitt
ags
Umrichter
Mittags
Einspeisezähler
Speicher
DC
AC
Solargenerator
abends
abends
Umrichter
Abends
Einspeisezähler
Speicher
DC
AC
Solargenerator
mittags
nachts
mitt
ags
Umrichter
Verbraucher im Haushalt
Zweirichtungs- zähler
Jede angezeigte kWh erhält die Regelvergütung plus einem Speicherbonus von 19 ct/kWh
Einspeisezähler
Haus-anschluss-kasten
Speicher
DC
AC
Solargenerator
mittags
nachts
mitt
ags
Umrichter
Verbraucher im Haushalt
Zweirichtungs- zähler
Jede angezeigte kWh erhält die Regelvergütung plus einem Speicherbonus von 19 ct/kWh
Einspeisezähler
Der Speicherbonus unterliegt einer jährlichen Degression von 5%
Haus-anschluss-kasten
Speicher
DC
AC
Solargenerator
mittags
nachts
mitt
ags
Umrichter
Verbraucher im Haushalt
Zweirichtungs- zähler
Einspeisezähler
Der Speicherbonus wird auf die Netzgebühren umgelegt, da er der Netzstabilität dient
Haus-anschluss-kasten
Speicher
DC
AC
Solargenerator
mittags
nachts
mitt
ags
Umrichter
Verbraucher im Haushalt
Zweirichtungs- zähler
Automatische Trennung bei Stromausfall
abends
Einspeisezähler
Versorgungsnetz
Haus-anschluss-kasten
Speicher
DC
AC
Solargenerator
mittags
nachts
mitt
ags
Umrichter
Verbraucher im Haushalt
Zweirichtungs- zähler
Automatische Trennung bei Stromausfall
abends
Einspeisezähler
Versorgungsnetz
Haus-anschluss-kasten
Die Einbindung von Stromspeichern erhöht die Versorgungssicherheit
Speicher
DC
AC
Solargenerator
mittags
nachts
mitt
ags
Umrichter
Verbraucher im Haushalt
Zweirichtungs- zähler
Automatische Trennung bei Stromausfall
abends
Einspeisezähler
Versorgungsnetz
Haus-anschluss-kasten
Die Anlage gewährleistet dem Betreiber eine unterbrechungsfreie Stromversorgung
Hier fehlt noch ein vorschriftsmäßiger Batterieschrank
Änderungen im EEG (Diskussionsvorschlag)
Drei Alternativvorschläge stehen zur Diskussion
Alternative 1 (Strikte Lösung)
Alternative 2 (Freiwillige Lösung)
Alternative 3 (Freiwillige Staffel-Lösung)
Alternative 1 (Strikte Lösung)
Solarstromanlagen mit einem Inbetriebnahmedatum ab 1.6.2013 erhalten die
Einspeisevergütung nur, wenn sie mit einem aufladbaren Speicher kombiniert sind und
die Einspeisung dieser Kombianlage in das Netz der öffentlichen Versorgung durch
eine technische Vorrichtung in ihrer Leistung auf 1/3 der DC-Peakleistung des
Solargenerators reduziert ist. Dem Betreiber bleibt es überlassen, ob er die anfallende
elektrische Energie teilweise selbst verbraucht oder ob er sie nach
Zwischenspeicherung teilweise in das Verteilnetz einspeist.
Eine Vergütung des selbst verbrauchten Stromes erfolgt nicht.
Der ins Stromnetz direkt oder nach Zwischenspeicherung eingespeiste Strom wird mit
49 Cent/kWh vergütet.
Netzbetreiber sind verpflichtet, bei absehbarer Überlastung ihres Netzes durch die Mittagsspitze aus Solarenergie, eigene Stromspeicher zu integrieren, um die Abnahme, Übertragung und Verteilung des Stroms aus solarer Strahlungsenergie sicherzustellen.
Alternative 2 (Freiwillige Lösung)
- - Solarstromanlagen, die mit einem aufladbaren Speicher kombiniert sind und bei
denen die Einspeisung dieser Kombianlage in das Netz der öffentlichen Versorgung
durch eine technische Vorrichtung in ihrer Leistung auf 1/3 der DC-Peakleistung des
Solargenerators reduziert ist, erhalten eine zusätzliche Vergütung für den gesamten
direkt und indirekt eingespeisten Solarstrom in Höhe von 19 cent/kWh. Diese
zusätzliche Vergütung ist durch die Verteilnetzbetreiber zusammen mit der
Solarstromvergütung auszuzahlen.
Eine Vergütung des selbst verbrauchten Stromes erfolgt nicht.
Die Zusatzvergütung wird durch den Verteilnetzbetreiber auf die Netzgebühr umgelegt.
Netzbetreiber sind verpflichtet, bei absehbarer Überlastung ihres Netzes durch die Mittagsspitze aus Solarenergie, eigene Stromspeicher zu integrieren, um die Abnahme, Übertragung und Verteilung des Stroms aus solarer Strahlungsenergie sicherzustellen.
Alternative 3 (Freiwillige Staffel-Lösung)
- - Solarstromanlagen, die mit einem aufladbaren Speicher kombiniert sind und bei
denen die Einspeisung dieser Kombianlage in das Netz der öffentlichen Versorgung
durch eine technische Vorrichtung in ihrer Leistung auf einen Bruchteil B der DC-
Peakleistung des Solargenerators reduziert ist, erhalten eine zusätzliche Vergütung
für den gesamten direkt und indirekt eingespeisten Solarstrom in Höhe von Z
cent/kWh nach Tabelle. Diese zusätzliche Vergütung ist durch die
Verteilnetzbetreiber zusammen mit der Solarstromvergütung auszuzahlen.
Eine Vergütung des selbst verbrauchten Stromes erfolgt nicht.
Die Zusatzvergütung wird durch den Verteilnetzbetreiber auf die Netzgebühr umgelegt.
Tabelle:
Bruchteil B der Peakleistung Zusatzvergütung Z
bis einschl. 0,3 19 Cent/kWh
über 0,3 bis einschl . 0,4 15 Cent/kWh
über 0,4 bis einschl . 0,5 10 Cent/kWh
über 0,5 bis unter 0,7 5 Cent/kWh
Zusammenfassung:Um Leitungsausbau zu sparen, Stromspeicher in der Nähe der Solaranlagen z.B. im Keller
Elektrische Energie Erzeugen und Speichern gehören zusammen
Solaranlagen, Windanlagen, Kurzzeitspeicher, Langzeitspeicher und Verbraucher gehören zusammen
Im Katastrophenfall: haben wir eine Selbstversorgungs-fähige Energie-Insel
Solaranlagen, Windanlagen, Kurzzeitspeicher, Langzeitspeicher und Verbraucher gehören zusammen
Die bestehenden Übertragungsnetze wollen wir nicht abschaffen. Sie können auch zukünftig beim Ausgleich zwischen Überschuss- und Mangel-Gebieten genutzt werden. Aber wir brauchen keine neuen Fernübertragungsleitungen. Wir setzen auf Windparks, Solaranlagen und Speicher in der Nähe der Verbraucher
Solaranlagen, Windanlagen, Kurzzeitspeicher, Langzeitspeicher und Verbraucher gehören zusammen
Das zukünftige Energiesystem
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