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Solarstromanlagen mit Speicherbatterien zur Verminderung der solaren Mittagsspitzen und zur Erhöhung des Solarstromanteils im Stromnetz Diskussionsentwurf.

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Solarstromanlagen mit Speicherbatterien zur Verminderung der solaren Mittagsspitzen und zur Erhöhung des Solarstromanteils im Stromnetz Diskussionsentwurf.

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1 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.

2 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.

3 Um die Mittagszeit wird im Sommerhalbjahr besonders viel Strom verbraucht (Mittagsspitze) Tagesgang der Sommerlastkurve

4 Solarstrom kommt scheinbar genau zur Entlastung der mittäglichen Lastspitze Tagesgang der Sommerlastkurve

5 Steigert man den Ausbau der Solarenergie, so verkehrt sich die Entlastung in ihr Gegenteil Tagesgang der Sommerlastkurve

6 Um die Mittagszeit gibt es mehr Solarstrom, als zu diesem Zeitpunkt überhaupt benötigt wird

7 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.

8 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.

9 Wie können wir den Überschuss sinnvoll verwerten?

10 Vielleicht für Stromgroßverbraucher?

11 So wird derzeit die stromintensive Industrie mit Strom versorgt Hochspannung Volt Kohlestrom Zur stromintensiven Industrie

12 Kohlestrom So werden nachts die privaten Endkunden mit Kohlestrom versorgt Zur stromintensiven Industrie Hochspannung Volt

13 Kohlestrom Zur stromintensiven Industrie So werden nachts die privaten Endkunden mit Kohlestrom versorgt Hochspannung Volt

14 Kohlestrom Zur stromintensiven Industrie So werden nachts die privaten Endkunden mit Kohlestrom versorgt Hochspannung Volt Hochspannung zu gefährlich für Endverbraucher

15 Hochspannung 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

16 Mittelspannung Volt Hochspannung Volt Kohlestrom Niederspannung 230 Volt Transformator Zeichenerklärung: Zur stromintensiven Industrie So werden nachts die privaten Endkunden mit Kohlestrom versorgt

17 Mittelspannung Volt Hochspannung Volt Kohlestrom Niederspannung 230 Volt Zur stromintensiven Industrie So werden nachts die privaten Endkunden mit Kohlestrom versorgt

18 Erste Stufe Solarausbau

19 Hochspannung Volt Kohlestrom Niederspannung 230 Volt Erste Stufe Solarausbau Zur stromintensiven Industrie

20 Hochspannung Volt Kohlestrom Niederspannung 230 Volt Erste Stufe Solarausbau Zur stromintensiven Industrie

21 Mittelspannung Volt Hochspannung Volt Kohlestrom Niederspannung 230 Volt Erste Stufe Solarausbau Zur stromintensiven Industrie

22 Mittelspannung Volt Hochspannung Volt Kohlestrom Niederspannung 230 Volt Erste Stufe Solarausbau Zur stromintensiven Industrie

23 Mittelspannung Volt Hochspannung Volt Kohlestrom Niederspannung 230 Volt Erste Stufe Solarausbau Zur stromintensiven Industrie

24 Mittelspannung Volt Hochspannung Volt Kohlestrom Niederspannung 230 Volt Erste Stufe Solarausbau Zur stromintensiven Industrie

25 Mittelspannung Volt Hochspannung Volt Kohlestrom Niederspannung 230 Volt Erste Stufe Solarausbau Zur stromintensiven Industrie

26 Mittelspannung Volt Hochspannung Volt Kohlestrom Niederspannung 230 Volt Private Endkunden versorgen sich selbst und ihre Nachbarn in Sonnenstunden mit Solarstrom Zur stromintensiven Industrie

27 Zweite Stufe Solarausbau:

28 Hochspannung Volt Kohlestrom Niederspannung 230 Volt Zweite Stufe Solarausbau Zur stromintensiven Industrie

29 Mittelspannung Volt Hochspannung Volt Kohlestrom Niederspannung 230 Volt Zweite Stufe Solarausbau Zur stromintensiven Industrie

30 Mittelspannung Volt Hochspannung Volt Kohlestrom Niederspannung 230 Volt Zweite Stufe Solarausbau Zur stromintensiven Industrie

31 Mittelspannung Volt Hochspannung Volt Kohlestrom Niederspannung 230 Volt Zweite Stufe Solarausbau Zur stromintensiven Industrie

32 Mittelspannung Volt Kohlestrom Hochspannung Volt Niederspannung 230 Volt Zweite Stufe Solarausbau Zur stromintensiven Industrie

33 Mittelspannung Volt Zur stromintensiven Industrie Solarstrom Kohlestrom Hochspannung Volt Niederspannung 230 Volt Solarstrom fließt rückwärts bis zur stromintensiven Industrie. Kohlestrom wird mittags nicht mehr benötigt

34 Mittelspannung Volt Zur energieintensiven Industrie Solarstrom Hochspannung Volt Niederspannung 230 Volt Solarstrom fließt rückwärts bis zur stromintensiven Industrie. Kohlestrom wird mittags nicht mehr benötigt

35 Dritte Stufe Solarausbau:

36 Zur energieintensiven Industrie Solarstrom Hochspannung Volt Niederspannung 230 Volt Dritte Stufe Solarausbau

37 Mittelspannung Volt Zur energieintensiven Industrie Solarstrom Hochspannung Volt Niederspannung 230 Volt Dritte Stufe Solarausbau

38 Mittelspannung Volt Zur energieintensiven Industrie Solarstrom Hochspannung Volt Niederspannung 230 Volt Dritte Stufe Solarausbau

39 Mittelspannung Volt Zur energieintensiven Industrie Solarstrom Hochspannung Volt Niederspannung 230 Volt Dritte Stufe Solarausbau

40 Zur energieintensiven Industrie Solarstrom Dritte Stufe Solarausbau stößt an zwei Grenzen:

41 Zur energieintensiven Industrie Solarstrom Erste Grenze: Stromnetze können solare Mittagsspitze nicht mehr weiterleiten

42 Zur energieintensiven Industrie Solarstrom Zweite Grenze: Die solare Mittags- spitze wird zur angebotenen Zeit in dieser Höhe nicht benötigt

43 Verweigerung des Netzanschlusses bringt Energiewende zum Stocken

44 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

45 Niederspannungsnetz 230 V Messpunkt Netzberechnung geht vom ungünstigsten Fall aus: Kein Stromverbrauch (alle Bewohner im Sommerurlaub) Zulässige Spannung im Niederspannungsnetz 230 Volt plus minus 10 Prozent

46 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

47 Keine Anschlussgenehmigung für neue Solaranlagen, obwohl reichlich Dächer vorhanden sind

48 Niederspannungsnetz 230 V Ohne Genehmigung weiterer Solaranlagen kommt Energiewende zum Stillstand

49 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

50 Berechnung der Spannungsanhebung Solarstrom I wird mittels Sonnenenergie durch das Niederspannungsnetz getrieben. Solarstrom I

51 Zwischen den Punkten A und B hat das Netzkabel einen Widerstand R AB Berechnung der Spannungsanhebung R Solarstrom I wird mittels Sonnenenergie durch das Niederspannungsnetz getrieben. Solarstrom I

52 Zwischen den Punkten A und B hat das Netzkabel einen Widerstand R AB 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

53 Zwischen den Punkten A und B hat das Netzkabel einen Widerstand R AB 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

54 Zwischen den Punkten A und B hat das Netzkabel einen Widerstand R AB 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 * I und könnte mehr Solaranlagen anschließen.

55 Fazit: Netzausbau im Niederspannungnetz könnte den Abtransport höherer Solar-Spitzenströme ermöglichen

56 Aber … Die vorgelagerten Netze müssten dann ebenfalls ausgebaut werden. Mittelspannung Volt

57 Fazit: Netzausbau im Niederspannungnetz könnte den Abtransport höherer Solar-Spitzenströme ermöglichen Aber … Die vorgelagerten Netze müssten dann ebenfalls ausgebaut werden. Mittelspannung Volt

58 Mittelspannung Volt Und wer will den Spitzenstrom überhaupt haben?

59 Mittelspannung Volt Das Kappen der Mittagsspitze vernichtet wertvolle Energie

60 Mittelspannung Volt Das Kappen der Mittagsspitze vernichtet wertvolle Energie

61 An wieviel Tagen wird eine vorgegebene Leistung überschritten? 80 Höchstleistung in Bruchteilen der Peakleistung 0,7 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.

62 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

63 Problembeschreibung

64 Erst 5 Prozent der Dächer und Fassaden sind mit Solarstromanlagen belegt Problembeschreibung

65 Erst 5 Prozent der Dächer und Fassaden sind mit Solarstromanlagen belegt Problembeschreibung Neue Solaranlagen erhalten keine Anschlussgenehmigung. Die Energiewende kommt dadurch ins Stocken

66 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

67 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

68 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

69 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

70 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

71 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

72 Mittelspannung Volt Hochspannung Volt Kohlestrom Begründung: An Tagen ohne Wind und Sonnenenergie werden alle Stromkunden mit Kohlestrom versorgt Niederspannung 230 Volt Zur stromintensiven Industrie

73 Mittelspannung Volt Hochspannung Volt Kohlestrom Niederspannung 230 Volt Zur stromintensiven Industrie Auch im Winter Begründung: An Tagen ohne Wind und Sonnenenergie werden alle Stromkunden mit Kohlestrom versorgt

74 Hochspannung Volt Kohlestrom Niederspannung 230 Volt Zur stromintensiven Industrie Im Winter ist der Strombedarf höher Tagesgang Winter Tagesgang Sommer

75 Hochspannung Volt Kohlestrom Niederspannung 230 Volt Zur stromintensiven Industrie Stromnetze sind zur Übertragung der höheren Winterlast ausgelegt Tagesgang Winter Tagesgang Sommer

76 Kohlestrom Zur stromintensiven Industrie Strom kann durch das Stromnetz in beiden Richtungen fließen

77 Kohlestrom Zur stromintensiven Industrie Strom kann durch das Stromnetz in beiden Richtungen fließen Kohlestrom von oben nach unten

78 Zur energieintensiven Industrie Solarstrom Strom kann durch das Stromnetz in beiden Richtungen fließen Kohlestrom von oben nach unten Solarstrom von unten nach oben

79 Zur energieintensiven Industrie Solarstrom Strom kann durch das Stromnetz in beiden Richtungen fließen Wichtig! Würde Solarstrom gleichmäßiger fließen, so würde das Stromnetz ausreichen

80 Aber was machen wir mit dem Spitzenstrom?

81 Die Lösung: Wir verkleinern den solaren Spitzenstrom I max, direkt an der Quelle

82 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.

83 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

84 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

85 Aufladbare Batterien lösen das Problem

86 Jahreshöchstwert 6:00 Uhr12:00 Uhr18:00 Uhr24:00 Uhr

87 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 ,875

88 Umrichterleistung (AC) = 0,3 Peak-Leistung (DC) Freiwillige Beschränkung der

89 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

90 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

91 Umrichterleistung (AC) = 0,3 Peak-Leistung (DC) An etwa 240 Tagen wird 0,3 Peak-Leistung erreicht oder überschritten Freiwillige Beschränkung der Überschuss

92 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

93 Umrichterleistung (AC) = 1/3 Peak-Leistung (DC) Freiwillige Beschränkung der Solargenerator Einspeisezähler DC AC Umrichter

94 Solargenerator Umrichter Einspeisezähler DC AC Dieser freiwillige Verzicht muss durch höhere Vergütung ausgeglichen werden Umrichterleistung (AC) = 1/3 Peak-Leistung (DC) Freiwillige Beschränkung der

95 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.

96 Batterie aufladen Tageshöchstleistung (DC) Wir speichern die mittägliche Leistung und speisen sie am Abend und in der Nacht ein Direkt einspeisen speichern Restladung

97 Batterie aufladen Tageshöchstleistung (DC) Spitzenleistung des Umrichters (AC) Direkt einspeisen speichern

98 Batterie aufladen Tageshöchstleistung (DC) Spitzenleistung des Umrichters (AC) Direkt einspeisen speichern

99 Batterie aufladen Tageshöchstleistung (DC) Spitzenleistung des Umrichters (AC) Direkt einspeisen speichern

100 Batterie aufladen Tageshöchstleistung (DC) Spitzenleistung des Umrichters (AC) Direkt einspeisen speichern

101 Batterie aufladen Tageshöchstleistung (DC) Spitzenleistung des Umrichters (AC) Direkt einspeisen speichern

102 Batterie aufladen Tageshöchstleistung (DC) Spitzenleistung des Umrichters (AC) Direkt einspeisen speichern

103 Batterie aufgeladen Spitzenleistung des Umrichters (AC) Direkt einspeisen

104 Zur Minimierung der Speicherverluste gleichmäßig mit möglichst geringer Leistung in das Stromnetz einspeisen Direkt einspeisen

105 Zur Minimierung der Speicherverluste gleichmäßig mit möglichst geringer Leistung in das Stromnetz einspeisen

106 Direkt einspeisen Zur Minimierung der Speicherverluste gleichmäßig mit möglichst geringer Leistung in das Stromnetz einspeisen

107 Direkt einspeisen Nicht völlig entladen! Zur Minimierung der Speicherverluste gleichmäßig mit möglichst geringer Leistung in das Stromnetz einspeisen

108 Direkt einspeisen Nicht völlig entladen! Die Lebensdauer von Bleibatterien würde bei vollständiger Entladung erheblich verkürzt

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111 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 1 Bedarf 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

112 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 2 Bedarf 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

113 Speicher DC AC Solargenerator Umrichter Einspeisezähler Umrichterleistung = 1/3 Solargeneratorleistung

114 Tatsächlicher Solarleistungsverlauf wie im PLZ-Bereich 52 am nach SMA Annahme: Solare Tageserzeugung = dreifache Tageslast Solarleistung Sommer-Lastkurve Abzuführende Leistung Zuzuführende Leistung Umrichterleistung gleich Peakleistung 0 Uhr12 Uhr24 Uhr

115 Tatsächlicher Solarleistungsverlauf wie im PLZ-Bereich 52 am nach SMA Annahme: Solare Tageserzeugung = dreifache Tageslast Solarleistung Sommer-Lastkurve Abzuführende Leistung Zuzuführende Leistung Umrichterleistung gleich Peakleistung 0 Uhr12 Uhr24 Uhr Umrichterleistung= 0,3 * Peakleistung und mit Speicher

116 Tatsächlicher Solarleistungsverlauf wie im PLZ-Bereich 52 am nach SMA Annahme: Solare Tageserzeugung = dreifache Tageslast Solarleistung Sommer-Lastkurve Abzuführende Leistung Zuzuführende Leistung Umrichterleistung gleich Peakleistung 0 Uhr12 Uhr24 Uhr Umrichterleistung= 0,3 * Peakleistung und mit Speicher

117 Tatsächlicher Solarleistungsverlauf wie im PLZ-Bereich 52 am nach SMA Annahme: Solare Tageserzeugung = dreifache Tageslast Solarleistung Sommer-Lastkurve Abzuführende Leistung Zuzuführende Leistung Netzbelastung Umrichterleistung gleich Peakleistung Verminderung der Netzbelastung Umrichterleistung= 0,3 * Peakleistung und mit Speicher

118 ca. 60 % des höchstmöglichen Solar- Tagesertrages Speicher DC AC Solargenerator Umrichter Speicherkapazität ausreichend für Einspeisezähler

119 Speicher DC AC Solargenerator Umrichter Einspeisezähler Bleibatterien oder andere wiederaufladbare Batterien mit gutem Wirkungsgrad Ca.5 kWh freie Speicherkapazität pro 1kW p Solarleistung

120 Speicher DC AC Solargenerator Umrichter Einspeisezähler Ca.5 kWh freie Speicherkapazität pro 1kW p 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

121 Speicher DC AC Solargenerator Umrichter Einspeisezähler Mehrkosten pro kW p derzeit noch ca ??

122 Speicher DC AC Solargenerator mittags Umrichter Mittags Einspeisezähler

123 Speicher DC AC Solargenerator abends Umrichter Abends Einspeisezähler

124 Speicher DC AC Solargenerator mittags nachts mittags Umrichter Verbraucher im Haushalt Zweirichtungs- zähler Jede angezeigte kWh erhält die Regelvergütung plus einem Speicherbonus von 19 ct/kWh Einspeisezähler Haus- anschluss- kasten

125 Speicher DC AC Solargenerator mittags nachts mittags 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

126 Speicher DC AC Solargenerator mittags nachts mittags Umrichter Verbraucher im Haushalt Zweirichtungs- zähler Einspeisezähler Der Speicherbonus wird auf die Netzgebühren umgelegt, da er der Netzstabilität dient Haus- anschluss- kasten

127 Speicher DC AC Solargenerator mittags nachts mittags Umrichter Verbraucher im Haushalt Zweirichtungs- zähler Automatische Trennung bei Stromausfall abends Einspeisezähler Versorgungsnetz Haus- anschluss- kasten

128 Speicher DC AC Solargenerator mittags nachts mittags Umrichter Verbraucher im Haushalt Zweirichtungs- zähler Automatische Trennung bei Stromausfall abends Einspeisezähler Versorgungsnetz Haus- anschluss- kasten Die Einbindung von Stromspeichern erhöht die Versorgungssicherheit

129 Speicher DC AC Solargenerator mittags nachts mittags Umrichter Verbraucher im Haushalt Zweirichtungs- zähler Automatische Trennung bei Stromausfall abends Einspeisezähler Versorgungsnetz Haus- anschluss- kasten Die Anlage gewährleistet dem Betreiber eine unterbrechungsfreie Stromversorgung

130 Hier fehlt noch ein vorschriftsmäßiger Batterieschrank

131 Änderungen im EEG (Diskussionsvorschlag) Drei Alternativvorschläge stehen zur Diskussion Alternative 1 (Strikte Lösung) Alternative 2 (Freiwillige Lösung) Alternative 3 (Freiwillige Staffel-Lösung)

132 Alternative 1 (Strikte Lösung) Solarstromanlagen mit einem Inbetriebnahmedatum ab 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.

133 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.

134 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. 0,415 Cent/kWh über 0,4 bis einschl. 0,510 Cent/kWh über 0,5 bis unter 0,7 5 Cent/kWh

135 Zusammenfassung: Um Leitungsausbau zu sparen, Stromspeicher in der Nähe der Solaranlagen z.B. im Keller

136 Elektrische Energie Erzeugen und Speichern gehören zusammen Solaranlagen, Windanlagen, Kurzzeitspeicher, Langzeitspeicher und Verbraucher gehören zusammen

137 Im Katastrophenfall: haben wir eine Selbstversorgungs- fähige Energie-Insel Solaranlagen, Windanlagen, Kurzzeitspeicher, Langzeitspeicher und Verbraucher gehören zusammen

138 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

139 Das zukünftige Energiesystem Aachen Fr ère-Roger-Str. 8-10


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