Pufferspeicher | Lokal gespeicherter Solarstrom vermeidet Transportverluste und Schwankungen im Stromnetz. In einem intelligenten Batteriespeicher sorgen Kabel von Lapp für sichere Verbindungen.
Irmgard NilleJournalistin in Hamburg
Nach der Atomkatastrophe im japanischen Fukushima 2011 hat die Bundesregierung beschlossen, alle Atomkraftwerke in Deutschland schrittweise bis 2022 vom Netz zu nehmen. Alternativ sollen vor allem Solar- und Windkraftanlagen die Stromversorgung ohne Atomkraft sicherstellen. Stromversorgung aus erneuerbaren Energien ist aber sehr stark vom Wetter und von der Tageszeit abhängig. Bei Sonnenschein und starkem Wind wird meist mehr Strom erzeugt, als im Netz benötigt wird. In der Nacht oder bei Windstille kann dagegen Energiemangel herrschen.
Um eine konstante Versorgung für die Verbraucher sicherzustellen, sind intelligente Lösungen erforderlich, um den Energieüberschuss zu speichern und bei Bedarf wieder abzugegeben. Ein Lösungsmodell hat nun die Varta Storage GmbH in Nördlingen gemeinsam mit der TU München vorgestellt. Sie haben als Pilotprojekt im oberbayerischen Moosham einen Batteriespeicher mit einer Kapazität von 200 kWh aufgestellt.
Das kleine oberbayrische Dorf eignet sich perfekt für den Test. Auf vielen Dächern sind Photovoltaikanlagen montiert. Bei Sonne erzeugen sie jedoch mehr Strom als benötigt wird und bringen die Leitungen und den Ortsnetztrafo an ihre Belastungsgrenze. Neue Leitungen und Trafos zu installieren, wäre extrem teuer. So hat die Gemeinde dem Pilotprojekt gerne zugestimmt, um einen intelligenten Umgang mit der Energie zu testen. Der modulare Batteriespeicher „Energy Neighbor“ ging letzten Oktober an den Start. Das Projekt wird finanziert vom Bayerischen Staatsministerium für Wirtschaft und Medien, Energie und Technologie, dazu leisten 13 Fachbereiche der TU sowie weitere Partner, darunter Varta Storage und der regionale Stromnetzbetreiber Kraftwerke Haag, im Rahmen des Projektes „EEBatt“ einen wichtigen Beitrag.
Platz in begehbarem Container
Während es für Einzelhaushalte bereits Batterien für den Keller gibt, die überschüssigen Strom von der Photovoltaikanlage auf dem Dach speichern und bei Bedarf wieder abgeben, ist in Moosham alles eine Nummer größer: Der modulare Speicher befindet sich in einem begehbaren Container in der Größe einer Fertiggarage. Er enthält acht Schränke, die mit jeweils 13 Batteriemodulen bestückt sind. Die Module werden im hinteren Bereich über einen eigens entwickelten Stecker mit dem Schrank verbunden. Jeder Schrank speichert eine Energie von 25 kWh. Damit speichert er insgesamt 200 kWh. Bei einer maximalen Ausgangsleistung von 250 kW steigert dies den Autarkiegrad der etwa 40 Haushalte in Moosham um rund 30 %.
„Auch Container mit einer Ausgangsleistung von einem Megawatt oder mehr sind vorstellbar“, verspricht Dr. Simon Burow, Entwicklungsingenieur bei der Varta Storage GmbH. „Wir wollen in dem Forschungsprojekt verschiedene Betriebsstrategien ausprobieren, etwa Ladestrategien oder das Zusammenspiel mit der Klimaanlage.“
Hohe Anforderungen an die Kabel
Jedes Modul hat in etwa die Größe eines Umzugskartons. An der Rückseite ist der Stecker, der an das Gegenstück im Schrank andockt. Die Kabel sind nicht außen, sondern innen im engen Modul verlegt. Das bedeutet für die Kabel enge Biegeradien von den Zellen zu den Steckern. Außerdem fließen durch die Kabel hohe Ströme, entsprechend warm werden sie.
Deshalb wird im Batteriespeicher die Einzelader H07RN-F, erweiterte Version von Lapp verwendet. Sie bietet dank ihres Mantels aus Spezialgummi höchste Sicherheit auch bei engen Biegeradien und hohen Temperaturen, ist halogenfrei und flammwidrig. Diese Eigenschaften sind insbesondere auf der Gleichspannungsseite wichtig, denn eine Batteriezelle kann man nicht ausschalten, sie liefert so lange Strom, bis sie leer ist. Um gefährliche Kurzschlüsse zu vermeiden, setzt Varta Storage unter anderem auf hochwertige Kabel und die Expertise von Lapp. Dr. Simon Burow. „Entscheidend war, neben den überzeugenden Produkteigenschaften, die kompetente Beratung durch den Lapp-Experten.“
Das Energiespeichersystem in Moosham ist Hightech und mit Standard-Akkus nicht zu vergleichen. Die Lithium-Ionen-Batterien von Varta Storage sind besonders hochwertig. Das erhöht die Zahl der möglichen Ladezyklen. Tests haben gezeigt, dass die Batterien nach 15 000 Zyklen immer noch 70 % ihrer Restkapazität leisten. Laptop-Akkus beispielsweise verlieren oft schon nach einigen hundert Ladezyklen merklich an Kapazität. Des Weiteren wacht im Batteriespeicher von Moosham ein ausgefeiltes Batterie- und Energiemanagementsystem über den Zustand der Zellen. Es optimiert das Laden und Entladen und regelt die Temperatur im Container.
„Die Batteriezelle ist wie eine Diva, die man gut behandeln muss“, sagt Dr. Simon Burow. Dank der „guten Pflege“ erwartet der Entwicklungsingenieur, dass das Speichersystem 20 oder mehr Jahre durchhalten kann. Der Test ist sehr positiv angelaufen. Bereits Ende 2016 soll ein erstes serienreifes Produkt auf den Markt kommen.
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