Das Projekt Testbench will die Qualität der Effizienzmessungen an Photovoltaik-Speichersystemen steigern, damit Planer und Betreiber sie besser miteinander vergleichen können.

Projekt Testbench: Wie effizient arbeiten Photovoltaik-Speichersysteme?

(KIT) Immer mehr Photovoltaikanlagen verfügen über Batterien, die während der Sonnenstunden erzeugten Strom speichern und für eine spätere Nutzung bereithalten. Solche Photovoltaik-Speichersysteme ermöglichen den Betreibern, einen möglichst hohen Anteil des erzeugten Solarstroms selbst zu nutzen. Je effizienter das Speichersystem, desto grösser der wirtschaftliche Vorteil.


Das Projekt Testbench will die Qualität der Effizienzmessungen steigern, damit Planer und Betreiber die Batteriesysteme besser miteinander vergleichen können. Das Verbundprojekt wird vom Fraunhofer IEE, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), VDE|DKE und TÜV Rheinland sowie den assoziierten Partnern AIT, BSW und BVES gemeinsam bearbeitet.

Wachsender Markt
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. Der Markt für Photovoltaik-Speichersysteme wächst stetig: Bereits 2018 ging in Deutschland das 100‘000ste PV-Speichersystem in Betrieb.

Vor allem Privathaushalte nutzen solche Systeme, um ihren Eigenverbrauch an Solarstrom zu erhöhen und grössere Unabhängigkeit vom Netz zu erlangen. „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 IEE. Die Qualität der Effizienzmessungen an Photovoltaik-Speichersystemen zu steigern, damit Planer und Betreiber sie besser miteinander vergleichen können, ist Ziel des kürzlich gestarteten Projekts Testbench.

Reproduzierbarkeit und Vergleichbarkeit der Messergebnisse
Das Projekt Testbench (Testverfahren zur Bestimmung der Effizienz von PV-Speichersystemen – Vom Leitfaden zum Standard) 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‘ (AK 371.0.9.) der Deutschen Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE (DKE) 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 KIT. Aufgrund der grossen Zahl internationaler Kunden der deutschen Hersteller von PV-Speichersystemen, sollen die Ergebnisse in einem weiteren Schritt in die internationale Normung eingebracht werden. „Damit wollen wir die Wettbewerbschancen von deutschen Herstellern in internationalen Märkten stärken“, so Munzke. Darüber hinaus beinhaltet der Projektplan das Veranstalten von Workshops zum regen Austausch mit den verschiedenen deutschen und internationalen Stakeholdern.

Details zum Projekt Testbench
Das Projekt „Testverfahren zur Bestimmung der Effizienz von PV-Speichersystemen – Vom Leitfaden zum Standard“, kurz Testbench, läuft vom 1. Januar 2020 bis zum 31. Dezember 2021. Dabei untersucht das Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE in Kassel zusammen mit den Projektpartnern KIT, Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE (VDE|DKE) und TÜV Rheinland sowie den assoziierten Partnern Austrian Institute of Technology (AIT), Bundesverband Solarwirtschaft (BSW) und Bundesverband Energiespeicher (BVES), 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 ‚FG Effizienzleitfaden‘ des BVES und des BSW gemeinsam mit Mitarbeiterinnen und 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.

Text: Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

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1 Kommentare

Max Blatter

"Für Betreiber von Photovoltaikanlagen lohnt es sich, einen möglichst hohen Anteil des erzeugten Solarstroms selbst zu nutzen."
Ja. Das ist aber keine technische, sondern eine ökonomische Aussage. Es lohnt sich in Euro oder Franken gerechnet, aber nicht zwangsweise in Kilowattstunden "grüner" Energie.
Für mich sollte letzteres das massgebende Kriterium sein. Da man bei den privaten Anlagenbetreiberinnen und -betreibern aber nicht einen so weitgehenden Altruismus voraussetzen kann, sollte die Ökonomie die realen technischen Verhältnisse widerspiegeln.
Intuitiv neige ich zur Ansicht, dass das öffentliche Netz der "ökologischere" und auch der "sozialere" Speicher ist als die nach Privatinteressen bewirtschaftete Batterie im eigenen Keller. Eine gesunde Balance der Tarife für Energiebezug und Energierückspeisung sollte dem Rechnung tragen. Das liegt in der Verantwortung der EVU, die eventuell mit leichtem Druck durch die Politik ... ermutigt werden sollten.

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