Wie effizient arbeiten Photovoltaik-Speichersysteme?
Verbundprojekt „Testbench“ steigert Qualität von Effizienz-Messungen.
Für Betreiber von Photovoltaikanlagen lohnt es sich, einen möglichst hohen Anteil des erzeugten Solarstroms selbst zu nutzen. Das gelingt mithilfe von Batterien, die während der Sonnenstunden erzeugten Strom speichern und für diejenigen Zeiten nutzbar machen, in denen die Photovoltaikanlage keinen Strom produziert. „Um den wirtschaftlichen Nutzen für den Systembetreiber zu gewährleisten, ist eine hohe Effizienz des Photovoltaik-Speichersystems entscheidend“, erklärt Projektleiter Fabian Niedermeyer vom Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik. Die Qualität der Effizienzmessungen an Photovoltaik-Speichersystemen zu steigern, damit Planer und Betreiber sie besser miteinander vergleichen können, ist Ziel des kürzlich gestarteten Verbundprojekts „Testbench“.
Das Projekt fokussiert besonders auf die Reproduzierbarkeit und Vergleichbarkeit der Messergebnisse an den verschiedenen Prüfständen der Projektpartner. In der zweiten Projekthälfte soll ein Ringversuch die Wirksamkeit der Verbesserungen validieren und die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse der beteiligten Partner nachweisen. Da die Projektpartner federführend im Normarbeitskreis „Kennwerte von stationären Batteriespeichern“ der Deutschen Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik mitwirken, lassen sich die im Projekt gewonnenen Erkenntnisse direkt in den Normungsprozess einbringen. „Eine nationale Norm oder VDE-Anwendungsregel wäre ein wichtiger Schritt, um die Marktposition deutscher Hersteller weiter zu festigen“, erklärt Nina Munzke, Leiterin der Gruppe Systemspeicherung und -analyse am Batterietechnikum des Karlsruher Institut für Technologie.
Aufgrund der großen Menge internationaler Kunden der deutschen Hersteller von PV-Speichersystemen sollen die Ergebnisse in einem weiteren Schritt in die internationale Normung eingebracht werden. Damit sollen die Wettbewerbschancen von deutschen Herstellern in internationalen Märkten gestärkt werden. Darüber hinaus beinhaltet der Projektplan das Veranstalten von Workshops zum regen Austausch mit den verschiedenen deutschen und internationalen Stakeholdern.
In dem vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Projekt untersucht das Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik in Kassel zusammen mit den Projektpartnern KIT, DKE und TÜV Rheinland, sowie den assoziierten Partnern Austrian Institute of Technology, Bundesverband Solarwirtschaft und Bundesverband Energiespeicher, welche Anpassungen und Detaillierungen der Mess- und Auswertevorschriften im vorliegenden Effizienzleitfaden erforderlich sind, um die Ergebnisqualität zu verbessern. Der Effizienzleitfaden vereinheitlicht die Charakterisierung des Wirkungsgrads, des Standby-Verbrauchs und der Regelungseffizienz von Photovoltaik-Batteriesystemen. Erarbeitet hat ihn die Fachgruppe Effizienzleitfaden des BVES und des BSW gemeinsam mit Mitarbeitern verschiedener Forschungsinstitute, Prüflaboratorien und Hersteller von PV-Speichersystemen.
Um einen Vergleich verschiedener Systeme anhand von Basisverfahren zu ermöglichen, ist die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse unerlässlich. Voruntersuchungen haben jedoch gezeigt, dass Messungen an den gleichen Speichersystemen in verschiedenen Messinstituten zu teils unterschiedlichen Ergebnissen führen. Zudem sind in der aktuellen Version des Leitfadens die Rahmenbedingungen der Messungen noch nicht genau genug festgelegt, wie bisherige Erfahrungen zeigen. Dies betrifft beispielsweise die Anforderungen an die Genauigkeit von Strom- und Spannungssensoren und die bei der Messung zu verwendenden Abtastraten und Periodendauern bei der Mittelwertbildung.
Fh.-IEE / RK
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