Was bringt ein Stromspeicher im Haus? In einem Haushalt schalten sich laufend Lasten ein und aus. Kühlschrank, Waschmaschine, Kochherd brauchen nur kurze Zeit Strom, aber dann eine grosse Leistung. Die Solaranlage liefert dann Leistung wenn die Sonne scheint. Sobald eine Wolke vorbeizieht fällt die Leistung auf einen Bruchteil zusammen.
Dies führt dazu, dass dauernd Strom ins Netz zurückgespiesen und kurz darauf wieder bezogen wird. Je mehr Solaranlagen dazu kommen, desto höher wird der überschüssige Strom zur Mittagszeit. In gewissen Regionen schalten daher die Wechselrichter zur ertragsreichsten Mittagszeit ab und können den Strom nicht nutzen.
Der Akku glättet diese Schwankungen, sodass im Idealfall das Netz nur noch als Notstromversorgung gebraucht wird, wenn mehrere Tage keine Sonne scheint.
Solange die Rückvergütungstarife dank Subventionen sehr hoch waren, profitierte man, wenn man allen Strom ins Netz spies und dann zur Deckung des Verbrauchs günstigeren Netzstrom bezog. Die Änderungen der Subventionspolitik haben den Spiess umgedreht: Man muss heute den Strom, den man kurz vorher geliefert hat, zum doppelten Preis zurück kaufen! Auch wenn die Preisdifferenz absolut gesehen sehr klein ist, macht eine lokale Speicherung nun Sinn.
Ist es technisch und ökologisch sinnvoll die Energie in einer Batterie zu speichern? Die Schwankungen in der Produktion und Nachfrage lassen sich in einer Batterie am schnellsten ausgleichen. Im Gegensatz zu Wasserkraftwerken, welche bis heute fast ausschliesslich zur Regulierung der Leistungsschwankungen verwendet wurden, können Akkus innerhalb von Sekunden wechseln von Entladung auf Ladebetrieb. Die Schwankungen gleich dort auszugleichen wo sie entstehen, vor Ort bei den elektrischen Geräten, ist optimal, denn es entfallen leistungsfähige Leitungen, die im Prinzip keinen Strom liefern, sondern nur hin und her schieben.
Der Ausbau der Speicherkraftwerke und der Übertragungsleitungen erfordert riesige Investitionen, einen hohen Materialaufwand (Beton, Stahl, Kupfer) und Eingriffe in die Landschaft. Der grosse Vorteil der Solarenergie, dass sie dezentral dort anfällt wo man wohnt und lebt, kann nur genutzt werden, wenn die notwendigen Pufferspeicher vorhanden sind.
In Zukunft wird daher ein Akkupuffer zur technischen Ausrüstung jedes Hauses gehören, wie ein Warmwasserboiler oder Öltank früher.
Die hohe Effizienz der Lithiumakkus, ist jedoch eine Voraussetzung. Bisherige Bleiakkus hatten zu viel Wirkungsgradverluste und benötigten zu viel Material (= graue Energie) bei knapper Lebensdauer, sodass Akkuspeicher ökologisch nicht sinnvoll waren. Die modernen Lithiumakkus haben weniger als 5% Selbstentladung pro Jahr, liefern bei gleichem Gewicht bis zu 10 mal mehr Energie und halten 5 - 10 mal so lange, sodass damit die Bilanz stimmt.
Einzig die Kostenseite ist heute noch Diskussionspunkt. Mit dem dreifels Powerbank System konnten wir dank dem Einsatz von Standardkomponenten hier einen grossen Fortschritt erzielen und die Kosten pro Energie auf fast die Hälfte reduzieren. Akkus, welche den Energiebedarf für mehrere Tagen speichern können sind damit möglich und erschwinglich.
Wie gross sollte der Akku sein? Simulationen zeigen, dass bereits ein kleiner Akku in der Lage ist die Schwankungen tagsüber auszugleichen. In einem Haushalt reicht ein Akku von 5 kWh und eine Leistung von 3 kW bereits, um die täglichen Schwankungen zu glätten. Mit einer Solaranlage von 5 kWp ergibt sich eine effiziente Grundausstattung.
Will man die Ertragsschwankungen von mehreren Tagen ausgleichen, so lässt sich das Akkusystem unbegrenzt nach oben erweitern. 24 kWh z.B. entspricht der Akkukapazität eines Elektroautos und reicht, um einen Haushalt nachts bis zu einer Woche zu versorgen.
Das modulare Konzept der
dreifels Powerbank lässt eine Anpassung und Optimierung der Akkukapazität jederzeit zu. So kann man mit der günstigsten Variante starten und zur Erweiterung der Autonomie Akkukapazität später zukaufen. Der leistungsfähige 10kW Wechselrichter kann bei allen Akkukapazitäten seine Leistung erbringen. Alle Varianten passen in den selben Schaltschrank mit den Abmessungen 915 x 421 x 1950 mm. Weitere Schränke können nach Bedarf dazu gefügt werden.
Wie ist die Lebensdauer und wie ist die Entsorgung gelöst? Wir verwenden die seit Jahren im TWIKE erprobten Komponenten. Die LiFePO4 Akkus sind in den anderen Anwendungen schon über 7 Jahre im Betrieb und haben über 5000 Teilzyklen absolviert unter viel härteren Einsatzbedingungen. Wir geben daher auf den LiFe-Akkus eine 5-Jahres pro-Rata Garantie (60% Restkapazität).
Die Entsorgunggebühr (VEG) wird bereits beim Verkauf abgeliefert. Da Lithiumakkus vor allem ans Stahl, Aluminium, Kunststoff und Lithium (-salz) bestehen, ist das Recycling ohne Umweltgefährdung möglich. Das niedrige Gewicht trägt dazu bei, dass auch die Belastungen durch den Transport minimal sind.
Lässt sich der Akku des TWIKE oder ein anderes Elektromobil ins System integrieren? Mit der integrierten Gebäudeautomatisation lässt sich neben der Wärmepumpe oder dem Boiler auch die Ladestation des Elektrofahrzeuges steuern. Die Reihenfolge und Prioritäten bei der Zuschaltung der Verbraucher lässt sich individuell konfigurieren.
Eine direkte Einbindung der TWIKE-Akkus ins System wäre an sich möglich, da wir die gleichen Akkus auch in der Powerbank verwenden. Eine Schnittstelle mit der sich das Lademanagement des TWIKE einbinden lässt, ist in der Zukunft möglich.
Gibt es auch günstige 2nd Life Akkus? Wir bieten in beschränkter Menge auch aus anderen Anwendungen wiederaufbereitete LiFePO4-Akkus an. Ökologisch ist dies natürlich optimal, da die Batteriezellen in der Powerbank weniger belastet werden und daher noch mehrere Jahre Nutzen erbringen können. Zusammen mit der
FHNW, Institut für Energie am Bau klären wir in einem gemeinsamen Forschungsprojekt das Potential und das Langzeitverhalten von 2nd Life Akkus ab.
Für weitere Fragen stehen wir Ihnen gerne zur Verfügung.
>>> Kontakt 
