Offenes Simulationsmodell für netzgekoppelte PV-Batteriesysteme

Fehlende Standards zur Bewertung der energetischen Performance von PV-Batteriesystemen erschweren den Vergleich zwischen verschiedenen am Markt erhältlichen Produkten. Grundsätzlich existieren mehrere Verfahren zur Charakterisierung von netzgekoppelten PV-Batteriesystemen. Mit detaillierten Labortests kann beispielsweise das Betriebsverhalten von Speichersystemen unabhängig von der Dimensionierung und Topologie analysiert und in Prüfberichten festgehalten werden. Hieraus lassen sich wiederum Datenblattangaben ableiten. Allerdings lassen die Messergebnisse oftmals keine Rückschlüsse über die Relevanz der verschiedenen Verlustmechanismen für die Anwender:innen zu.

Modellbasierte Simulationstests auf Basis von umfangreichen Labormessdaten

Werden Simulationsmodelle mit den Labormessdaten parametriert, können modellbasierte Simulationstests Abhilfe schaffen. Bislang fehlte es jedoch an validierten, einfach parametrierbaren Simulationsmodellen. Unter Leitung der Bundesverbände Energiespeicher (BVES) und Solarwirtschaft (BSW) erarbeiteten die Autor:innen sowie zahlreiche weitere Vertreter:innen von Verbänden, Forschungsinstituten und Herstellern den sogenannten Effizienzleitfaden für PV-Speichersysteme. Das Dokument stellt im Wesentlichen eine Anleitung zur topologieübergreifenden Vermessung der Wirkungsgrade, Standby-Verbräuche und Regelungseffizienz von netzgekoppelten Batteriespeichersystemen dar. Der Leitfaden kann sowohl von Herstellern als auch von Prüfinstituten angewendet werden und ermöglicht durch die Vorgabe definierter Prüfberichte einheitliche Datenblattangaben und den Aufbau einer harmonisierten Datenbasis zur Analyse der Effizienz von Batteriespeichersystemen.

Vergleich von Labormessergebnissen nach dem Effizienzleitfaden

Im Rahmen dieses Beitrages wurde der Leitfaden für vier AC-gekoppelte PV-Batteriesysteme an verschiedenen Instituten angewendet. Die entstandenen Prüfberichte sowie jeweils eine einwöchige Messreihe des realen Systembetriebes dienten als Grundlage zur Validierung des in diesem Beitrag vorgestellten und frei verfügbaren Simulationsmodells zur Bewertung der energetischen Performance von AC-gekoppelten PV-Batteriesystemen (PerModAC). Das Simulationsmodell wurde beispielhaft in der Simulationsumgebung Matlab umgesetzt und erlaubt die Jahressimulation verschiedener Systeme auf Basis einsekündig aufgelöster Zeitreihen der Last und PV-Generatorleistung. Die Validierung des Modells zeigt eine hohe Genauigkeit, sodass es eine geeignete Grundlage für die Entwicklung einer transparenten und nachvollziehbaren Endkundenkennzahl darstellt.