Reaktionsvermögen von Solarstromspeichern

Die vorrangige Aufgabe von Batteriespeicher zur Eigenversorgung ist es, solare Überschüsse zu speichern. Die gespeicherte PV-Energie können die Betreiber:innen dann später zur Hausversorgung nutzen. Damit in einem Haushalt der Batteriespeicher seine Leistungsaufnahme und -abgabe an die jeweilige Situation anpassen kann, ist er auf Informationen zur aktuellen Energiebilanz im Haus angewiesen. Hierzu erfasst in der Regel am Hausanschluss ein Sensor die aktuellen Leistungswerte. Alternativ können die PV-Erzeugung und Haushaltslast getrennt voneinander gemessen werden, was jedoch mit einem höheren Messaufwand einhergeht. Im Idealfall reagiert der Batteriespeicher ohne Zeitverzug auf Leistungsänderungen. Verbrauchen die Nutzer:innen mehr Strom als die PV-Anlage zeitgleich erzeugt, entlädt sich der Batteriespeicher mit der Differenz. Sind Überschüsse vorhanden, lädt der Speicher mit der entsprechenden Leistung. Die Regelung sorgt somit dafür, dass die Batterieleistung optimal an die aktuelle Leistungsbilanz angepasst ist. Dadurch findet in der Theorie kein abrechnungsrelevanter Energieaustausch zwischen dem Batteriespeicher und dem Netz statt, sofern die Summenleistung über alle drei Phasen betrachtet wird.

Speicher reagiert zeitverzögert

In der Praxis können jedoch durchaus mehrere Sekunden vergehen, bis ein Batteriespeicher auf Leistungsänderungen reagiert. Dadurch hinkt die Lade- und Entladeleistung des Batteriespeichers der geänderten Leistungsbilanz hinterher. Zum einen vergeht aufgrund der Messwerterfassung und Signalverarbeitung einige Zeit, bis der aktuelle Messwert der Systemregelung vorliegt. Zum anderen benötigt die Systemregelung eine gewisse Zeit, bis sie dem Batteriespeicher einen neuen Leistungssollwert vorgibt und sich dieser einstellt. Diese Reaktionszeit wird in der Regelungstechnik auch als Totzeit bezeichnet. Da sowohl der Lastgang eines Haushalts als auch die Erzeugungskurve einer Photovoltaikanlage stark schwanken, kann sich die Be- und Entladung des Batteriespeichers nicht immer exakt an die aktuelle Leistungsbilanz anpassen. Dadurch lädt oder entlädt der Speicher oftmals für kurze Zeit mit zu hoher oder zu geringer Leistung. Sofern der Batteriespeicher direkt mit dem öffentlichen Stromnetz gekoppelt ist, hat dies einen ungewollten Energieaustausch zwischen dem Netz und der Batterie zur Folge.

Kurze Reaktionszeiten sind finanziell vorteilhaft

Bewertet man den gestiegenen Energieaustausch mit dem Netz ökonomisch, lassen sich die finanziellen Auswirkungen einer trägeren Systemregelung bestimmen. Wird die Einspeisevergütung mit 12 ct/kWh sowie der Strombezugspreis mit 28 ct/kWh angesetzt, resultieren bei einer Reaktionszeit von 5 s finanzielle Verluste in Höhe von etwa 15 € pro Jahr. Hochgerechnet auf eine 20-jährige Nutzungsdauer summieren sich die erhöhten Ausgaben auf etwa 300 €. Die gestiegene Netzeinspeisung hebt den finanziellen Nachteil durch den erhöhten Strombezug zum Teil auf. Würden die Betreiber:innen für die Netzeinspeisung keine Vergütung bekommen, wären es über 20 Jahre daher sogar 500 €. Je nach Investitionskosten kann dies den erhöhten technischen Aufwand für eine schnelle Messwerterfassung und Systemregelung rechtfertigen.

Konsequenzen von Regelungsträgheiten über lange Zeiträume nicht unbeachtlich

Es bleibt festzuhalten, dass aus technischer Sicht eine schnelle Anpassung der Batterieleistung an die jeweils vorherrschende Leistungssituation vorteilhaft ist. Der ökonomische Vorteil einer schnellen Messwerterfassung und Systemregelung kann in einem Zeitraum von 20 Jahren mehrere hundert Euro betragen. Daher sollten man bei der Entwicklung, aber auch beim Vertrieb von PV-Speichersystemen die Regelungsträgheiten nicht außer Acht lassen. Nur so kann das Vertrauen in die Technik von Solarstromspeichern gestärkt und somit deren Verbreitung weiter vorangetrieben werden.