Speichersysteme - Die Eigenstromversorgung wird vom Gesetzgeber aktuell gefördert. Führende Unternehmen der Solarindustrie bieten mittlerweile entsprechende Systeme für Hausbesitzer an. Auch Energieversorger könnten künftig von der neuen dezentralen Technologie profitieren. Für die Wissenschaft ergeben sich in jedem Fall etliche neue Forschungsaufgaben.
Ein Thema der diesjährigen internationalen Photovoltaikmesse und -konferenz, EU PVSec war die Eigenstromversorgung. Diskutiert und präsentiert wurden Konzepte und Lösungen, die es zunächst einmal privaten Hausbesitzern ermöglichen sollen, ihren per Photovoltaik (PV) erzeugten Strom in den eigenen vier Wänden zu nutzen.
Technische Voraussetzung dafür sind geeignete Speicherlösungen. Im Zuge von zunehmend sinkenden Einspeisevergütungen wird diese Option für Hausbesitzer mit eigener PV-Anlage, aber auch für Anlagenbetreiber aus dem gewerblichen Bereich zunehmend interessanter. Nach Angaben des Bundesumweltministeriums (BMU) bleiben in der EEG-Novelle 2011 die bisherigen Regelungen zum Eigenstromverbrauch bestehen und werden bis 2013 verlängert. Sie gelten nur für netzgekoppelte Anlagen bis 30 kW, die ab 01.01.2009 in Betrieb gegangen sind.
Mittlerweile haben etliche führende Hersteller der PV-Industrie mindestens ein für die Eigenstromversorgung geeignetes Produkt im Programm oder in Vorbereitung. Die meisten Lösungen kombinieren eine PV-Anlage mit einem Speicher. In der Regel werden Blei- oder Lithium-Ionen-Akkus verwendet – und ein Wechselrichter mit integrierter Energiemanagementfunktion, der etwa den Ladezustand der Batterie überprüft und den Energieverbrauch und -bedarf im gesamten System regelt.
Zudem sorgt dieses Energiemanagementsystem unter Berücksichtigung des aktuellen Verbrauchs und aktuell vorhandener selbsterzeugter Strommenge für die Auswahl der geeigneten Energiequelle, indem es diese Daten beispielsweise mit externen Daten zu Strompreisen, Vergütungssätzen und Wetterinformationen abgleicht. Es bestimmt also letztendlich, ob und wieviel selbsterzeugter Strom eingesetzt wird oder ob und in welchem Ausmaß Strom aus dem Netz bezogen werden muss.
Hinzu kommt in fast allen Fällen ein Monitoringsystem, welches es dem Anlagenbesitzer ermöglicht, sich über ein Display über die PV-Einspeisung und den Verbrauch zu informieren und Daten zur aktuellen Menge des produzierten Eigenstroms und des jeweils aktuellen Ladezustands der Batterie zu ermitteln.
Aktuell auf dem Markt angebotene Lösungen unterscheiden sich nur graduell voneinander. Während zum Beispiel Conergy eine Speicherlösung mit integriertem Stringwechselrichter (Nennleistung 5,5kWh) anbietet, die eine Lithium-Ionen-Batterie (Kapazität: 13,2kWh) mit Energiemanagementsystem kombiniert, stellt Azur Solar mit dem Azur Independa eine Kombination aus Energiemanagement-, Monitoringsystem und Blei-Gel-Blockbatterie (7,2 bis 21.6kWh) zur Verfügung.
Das System von Centrosolar ist dagegen ausschließlich auf die Gewinnung des für die Warmwasseraufbereitung benötigten Stroms aus der PV-Anlage ausgelegt. Es kombiniert eine Warmwasser-Wärmepumpe mit Solarstromanlage und verfügt als Kernstück über einen intelligenten Energiemanager. Dieser regelt laut Unternehmen das Zusammenspiel der Photovoltaikanlage und der Wärmepumpe, indem er den Stromverbrauch des Systems steuert und dafür sorgt, dass der benötigte Strom in sonnenreichen Stunden abgerufen wird.
Aber welche Bedeutung hat die Eigenstromversorgung für Energieversorger und welche Auswirkungen könnte diese relativ neue Technologie auf ein zukünftiges Energiesystem haben? Vertreter der Solarindustrie sind im Hinblick auf die Frage, ob Energieversorgungsunternehmen (EVU) von dieser technologischen Entwicklung profitieren können, geteilter Meinung.
Aus Sicht von Azur Solar bieten Systeme zur Eigenstromversorgung EVU die Möglichkeit, neue Geschäftsfelder zu entwickeln. »Wir haben mündliche Anfragen von Energieanbietern, die sich überlegen, ihren bestehenden Kunden unser Eigenstromsystem aktiv anzubieten und es für uns an ihre Kunden zu vertreiben«, so Christian Klose, Pressesprecher von Azur Solar. Durch die Eigenstromversorgung würden sich für EVU daher neue Geschäftsfelder ergeben, weil sie nicht nur den direkten Vertrieb als offizieller Handelspartner übernehmen könnten, sondern auch die Möglichkeit hätten, künftig als Dienstleister für Anschluss, Wartung und Service zu agieren.
Conergy ist gegenteiliger Ansicht: »EVU profitieren von dem System nicht, sondern es ist in erster Linie der Endverbraucher. Zudem werden die Stromnetze durch die dezentrale Energieproduktion und entsprechenden Verbrauch sowie dezentrale Speicherung entlastet. Das ist ein entscheidender Vorteil: Solarenergie produziert Strom dort, wo er benötigt wird und braucht daher keine teuren Stromautobahnen«, sagt Antje Stephan, Pressesprecherin von Conergy.
Im Unterschied zu Vertretern der Solarindustrie stellt sich die durch Eigenstromversorgung zu erwartende Entwicklung aus Sicht einiger Energieversorger hauptsächlich positiv dar. »Eine künftig stei-gende Nutzung der Eigenstromversorgung würde Energieversorgern möglicherweise die Chance eröffnen, neuen Kundenschichten auch netzunabhängige Produkte und Lösungen anzubieten«, so Wolfram Münch, Leiter Forschung & Innovation der EnBW.
Grundlegende Veränderungen im Nutzerverhalten würden naturgemäß auch neue Geschäftsfelder im Markt eröffnen. Aus Sicht von Münch könnten sich aber langfristig Herausforderungen hinsichtlich der Finanzierung erneuerbarer Erzeugungsanlagen im öffentlichen Netz ergeben, falls die Situation eintrete, dass immer weniger Stromnutzer für die EEG-Umlage aufkommen müssten. Rund 7 von 10kWh der Erneuerbaren werden, darauf weist er hin, heute in Deutschland gewerblich genutzt. »Wenn ein großer Anteil der Geschäftskunden sich für die Option der Eigenstromversorgung entscheiden sollte, entfällt deren Beitrag zur Finanzierung der EEG-Umlage und der Stromnetze«, gibt er zu Bedenken.
Eberhard Meller, Senior Counselor im EWE Büro Brüssel, hält es für denkbar, dass sich Systeme zur Eigenstromversorgung in die gesamte, durch ein EVU etablierte Versorgungsstruktur einbinden lassen. Voraussetzung sei aber der Aufbau von Smart Grids.
»Im Rahmen von Smart Grids haben Systeme zur Eigenstromversorgung durchaus Vorteile«, sagt Meller. Die Möglichkeit einer Gewinnung neuer Kundenschichten für EVU sieht Meller allerdings im Unterschied zu Münch nicht, da komplett eigenversorgte Anlagenbesitzer den Unternehmen naturgemäß als Kunden verloren gehen würden.
Für Jochen Link vom Fraunhofer ISE stellt sich die Bedeutung der Eigenstromversorgung für EVU insofern grundsätzlicher dar, als er diese in Verbindung mit den sich dadurch generell ergebenden Herausforderungen betrachtet.
»Angesichts der Zunahme von verschiedenen dezentralen Systemen sind die Prognosemöglichkeiten bezüglich der lokalen Energieerzeugung erschwert«, stellt er fest. »Denn der Einsatz der Energie durch diese Systeme ist individueller und auch die in diesem Bereich verwendeten Technologien gestalten sich individueller.«
Daher seien verstärkte Eigenstromnutzung und unterschiedliche dezentrale Systeme wesentliche Herausforderungen für die Energieversorger. Ohne eine Anpassung der Geschäftsmodelle und der Rahmenbedingungen werde sich der gezielte Zugriff der EVU auf dezentrale Systeme im liberalisierten Energiemarkt schwierig gestalten. Die Schaffung von virtuellen Kraftwerken sei hier eine Möglichkeit. Aber die EVU sollten auch neue Kooperationsmöglichkeiten mit den Kunden und untereinander in Erwägung ziehen, um etwa PV-Mittagsspitzen in überlasteten Netzausläufern besser vorhersagen und falls nötig verlagern zu können.
Zukünftig sei auf Grund sinkender Einspeisevergütung in jedem Fall mit einer Zunahme des Eigenverbrauchs zu rechnen. Ein großes, spartenübergreifendes Forschungsthema sei hier schon seit langem die Frage, wie sich dezentrale Energiesysteme wie Wärmepumpe und BHKW vernetzen ließen. Ein weiteres Thema sei die Suche nach Möglichkeiten einer geeigneten Einbindung der Elektromobilität.
Weiterhin aktuell für die Forschung bleiben die Entwicklung von Konzepten des Smart Metering, des Monitoring und des Controlling von dezentral installierten Komponenten. Eine Herausforderung liege auch in der Weiterentwicklung von Batterietechnologien und Energiemanagementsystemen.
Im Hinblick auf die derzeit für die Eigenstromversorgung verfügbaren Speichertechnologien gibt Link neben der Bleibatterie, die immer noch am günstigsten und am besten verfügbar sei, der Lithium-Ionen-Batterie die größten Chancen. »Sobald die Anforderungen an einen Massenmarkt erfüllt sind, ist auch ein Einsatz der Redox-Flow-Batterie denkbar«, sagt er.
Angesichts fortschreitender Durchdringung des derzeitigen Energiesystems mit dezentralen Technologien werde jedoch eine entscheidende Frage für die Forschung sein, welche Anteile des Systems zentral und welche dezentral zu kontrollieren seien.
Anette Weingärtner
