Solarstrom prognosebasiert speichern

Durch Einbeziehung von Prognosen in das Energiemanagement von PV-Batteriesystemen lassen sich bei einer künftig womöglich verschärften Einspeisegrenze des KfW-Förderprogramms Abregelungsverluste deutlich reduzieren. Untersuchungen der HTW Berlin zeigen, welche finanziellen Vorteile sich daraus für die Anlagenbetreiber ergeben. Spätestens seit der Einführung des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) 2012 ist die Reduktion von PV-Einspeisespitzen in aller Munde: Für PV-Anlagen kleiner 30 kWp wird seitdem als Alternative zur Teilnahme am Einspeisemanagement die Begrenzung der Netzeinspeiseleistung auf 70 % der Nennleistung des PV-Generators gefordert. Eine 70-%-Begrenzung der Einspeiseleistung heißt jedoch nicht, dass 30 % des Jahresertrags verloren gehen. Da diese Vorgabe sich auf die Einspeiseleistung am Netzanschlusspunkt bezieht, trägt bei photovoltaischen Eigenversorgungssystemen bereits der lokale Stromverbrauch im Gebäude zur Reduktion der Netzeinspeiseleistung bei. Zusätzlich lassen sich die Erzeugungsspitzen durch Batteriespeicher gezielt abfangen. Soll die Errichtung des Batteriespeichersystems durch das Speicherförderprogramm der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) finanziert werden, wird derzeit eine 60-%-Begrenzung der Einspeiseleistung gefordert.

Deutliche Verringerung der Abregelungsverluste

Im Vergleich zum frühzeitigen Laden des Batteriespeichers zielt die prognosebasierte Batterieladung auf die Vermeidung von Abregelungsverlusten ab. Wie sich Prognosefehler auf die jahresmittleren Betriebsergebnisse von PV-Speichersystemen mit prognosebasierter Batterieladung auswirken, untersuchte die HTW Berlin durch einminütige Simulationsrechnungen. Begrenzen die Betreiber:innen die Netzeinspeisung eines PV-Systems auf die Hälfte der Nennleistung des PV-Generators, regeln sie jährlich etwa 15 % des möglichen PV-Ertrags ab. Nutzen die Betreiber:innen das PV-System zur Eigenversorgung, reduziert der Direktverbrauch des PV-Stroms im Haushalt die Abregelungsverluste auf etwa 8 %. Ist zusätzlich ein Batteriespeicher installiert, der frühzeitig lädt, fallen in dem betrachteten Beispiel Verluste in Höhe von 7 % an. Somit leistet der Speicher fast keinen Beitrag zur Reduktion der Abregelung. Erfolgt die Ladung des gleichen Batteriespeichers jedoch prognosebasiert, lassen sich die Abregelungsverluste auf 1 % minimieren. Der prognosebasierte Speicherbetrieb reduziert die Abregelungsverluste somit um 6 Prozentpunkte, was im Beispiel zusätzliche 300 kWh Netzeinspeisung bedeutet.

Handlungsbedarf bei vielen Solarbatterieherstellern

Zusammenfassend halten die Autor:innen fest, dass bei einem prognosebasierten Speicherbetrieb die verringerten Abregelungsverluste die Einbußen im Autarkiegrad finanziell mehr als kompensieren. Dies verdeutlicht die Vorteile eines prognosebasierten Speicherbetriebs, die sich für die Anlagenbetreiber:innen ergeben. Nur mit einer vorausschauenden Batterieladeoptimierung lassen sich auch bei einer Reduktion der Einspeisegrenze auf 0,5 kW/kWp die Abregelungsverluste weitestgehend vermeiden. Bislang hat nur eine überschaubare Anzahl an Herstellerfirmen von Solarbatteriesystemen entsprechende prognosebasierte Regelstrategien umgesetzt. Es bleibt zu hoffen, dass auch die anderen Herstellerfirmen nachziehen und damit entscheidend zu einer verbesserten Netzintegration der Photovoltaik und zu einem beschleunigten PV-Ausbau in Deutschland beitragen.