Energiewende im Vorgarten: Freiluft-Heimspeicher
Outdoorspeicher für Eigenheim und Gartenhaus / Neue wirtschaftliche Lösungen für die Photovoltaikmontage / Solarstrom-Heimspeicher auf dem Prüfstand Outdoorspeicherlösung des KIT: Die Lithium-Ionen-Batterie im wetterfesten Gehäuse eröffnet neue Einsatzmöglichkeiten.
Der Umbau des deutschen Energiesystems braucht viele Bausteine. Auf der Intersolar und ees Europe, der Fachmesse für die Solarwirtschaft, stellt das KIT nun innovative Konzepte für die Energiewende vor: einen Freiluft- oder Outdoorspeicher, neuartige Befestigungssysteme für Photovoltaikmodule und eine Testumgebung für Heimspeicher, die Qualität, Netzdienlichkeit und Wirtschaftlichkeit prüft. Das KIT stellt vom 22. bis 24. Juni 2016 in Halle B1, Stand B1.152, auf der Intersolar und ees Europe in München aus.
Heimspeicher mit Lithium-Ionen-Batterien werden immer günstiger und leistungsfähiger. Aber nicht in jedem Haushalt ist dafür noch ausreichend Platz vorhanden. Während alle handelsüblichen Heimspeicher in wohltemperierten Innenräumen von Wohngebäuden installiert werden müssen, stellt das KIT deshalb jetzt eine Lösung für die Speichermontage in Hof, Garten oder Carport vor. „Die Photovoltaik-Anlage ist auf dem Dach, der Wechselrichter lässt sich draußen installieren, warum nicht also auch den Heimspeicher wetterfest machen und vor die Tür stellen?“ fragt Dr. Olaf Wollersheim, Leiter von Competence E am KIT. „Wir haben unsere Erfahrungen auf dem Gebiet der Entwicklung von Heimspeichersystemen in ein kompaktes und kostengünstiges Design für einen Outdoorspeicher einfließen lassen.“ Das Outdoor-Konzept ermöglicht eine Auslagerung des Speichers aus dem Keller oder Hauswirtschaftsraum nach draußen und spart somit kostbare Flächen im Gebäude, die anderweitig genutzt werden können. Insbesondere erlaubt es eine denkbar einfache Grünstromversorgung von Wochenend- und Gartenhäusern.
In Langzeitversuchen konnte das KIT nachweisen, dass eine hochwertige Lithium-Ionen-Batterie im wetterfesten Gehäuse sogar im Winter mit nur geringen Einschränkungen der Effizienz, vor allem aber genauso sicher betrieben werden kann wie dieselbe Batterie im Innenbereich. Dieser Aspekt ist besonders wichtig, denn mit dem Sicherheitsleitfaden für Heimspeichersysteme der Herstellerverbände und dem entsprechenden Verweis in den neuen KfW-Förderrichtlinien kann Deutschland ein sehr hohes Sicherheitsniveau vorweisen. Das Risiko eines Gasaustritts oder Brandes ist heute schon sehr gering. Mit dem neuen Konzept eines Outdoorspeichers wird nun jedes Risiko im Haus komplett ausgeschlossen. Auf dem KIT-Stand auf der Intersolar wird der seriennahe Prototyp des Outdoorspeichers vorgestellt.
Photovoltaikmodule überall anbringen
Mehr Wirtschaftlichkeit, optimale Flächennutzung und einfache Montage versprechen neue Befestigungskonzepte des KIT für Photovoltaikmodule. Damit können Photovoltaikmodule beispielsweise als Vordach am Hauseingang montiert werden, womit die Kosten für eine herkömmliche Überdachung eingespart werden. Eine weitere kostengünstige Montagetechnik erlaubt eine senkrechte Montage der Module an der Hauswand, die so vor Sonne und Witterung geschützt ist. „Unsere Forschungsergebnisse zeigen, dass der Energieertrag von Modulen mit extremer Ausrichtung wie bspw. 60°Ost- oder Westausrichtung und einem Neigungswinkel von 60° immer noch bei ca. 79% liegt, im Vergleich zur üblichen 30°-Südausrichtung“, so Nina Munzke, die am KIT die Forschung am Solarspeicherpark koordiniert. „Diesen Ertragsverlust macht man aber dank günstiger Montage, günstigen Modulen und günstigem Heimspeicher zur Eigenstromnutzung in der Gesamtbilanz wieder wett.“
Im Solarspeicherpark des KIT sind mehr als 100 verschiedene Systemkonfigurationen aufgebaut, die sich in der Ost-West-Ausrichtung, Neigung oder technischen Bauteilen unterscheiden. In dieser Forschungsanlage werden Konzepte zum Einsatz von Lithium-Ionen-Batterien als netzfreundlicher Zwischenspeicher für alternative Energie entwickelt. Für Mobilheime oder Campingplätze, wo keine Wandflächen zur Verfügung stehen, sieht das Konzept des KIT günstige Modulständer in der Art eines Wäscheständers als Lösung vor. Alle Modulträgerkonzepte werden vom KIT bei der Messe Intersolar vorgestellt.
Heimspeicher auf dem Prüfstand
In immer mehr privaten Haushalten kommen inzwischen Heimspeicher zum Einsatz, um Strom aus Photovoltaik-Anlagen zwischenzuspeichern und den Eigenverbrauch des Solarstroms zu erhöhen. Die am Markt verfügbaren Lithium-Ionen-Batteriespeicher unterscheiden sich jedoch erheblich in puncto Sicherheit, Preis sowie Leistungsfähigkeit und damit letztlich auch in der Wirtschaftlichkeit. In der größten deutschen vergleichenden Studie werden im Rahmen des Projekts „SafetyFirst“ mehr als zwanzig kommerzielle Heimspeichersysteme hinsichtlich Sicherheit, Qualität und Netzdienlichkeit mit dem aktuellen Stand von Forschung und Technik verglichen.
„Wir prüfen die Systeme auf Herz und Nieren – so werden diese schon nach der Anlieferung inspiziert und nach dem Sicherheitsleitfaden für Heimspeichersysteme bewertet“, erklärt Nina Munzke, Projektleiterin von SafetyFirst. „Danach werden sie in die Testumgebung integriert und Dauertests unterzogen. Anders als bei den bekannten Warentests ist hier aber nicht das Ziel, einen Produktvergleich zu veröffentlichen. Vielmehr werden Abweichungen vom Stand der Technik registriert und als Feedback an die Industrie zurückgegeben. Damit haben die Hersteller die Möglichkeit, ihre Systeme immer weiter zu verbessern.“
Das Projekt SafetyFirst wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie mit einem Gesamtvolumen von etwa 4 Mio. Euro gefördert und vom Karlsruher Institut für Technologie koordiniert. Projektpartner sind das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme in Freiburg und das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoffforschung in Ulm. Auf der Intersolar und ees Europe 2016 werden erste Ergebnisse aus den Vergleichstests sowie ein Prototyp der Testumgebung vorgestellt.
