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Batteriespeicher für PV- und Windkraftanlagen: Eine nachhaltige Lösung

Die Energiewende nimmt immer weiter Fahrt auf, der Ausbau der Erneuerbaren Energie schreitet voran. Doch die Windenergieanlagen müssen immer häufiger abgeschaltet werden, da die Netze überlastet sind und der Strom nicht eingespeist werden kann. Die Speicherung von Energie ist daher ein immer wichtiger werdendes Element für die nachhaltige Nutzung erneuerbarer Energien wie Solar- und Windkraft. Batteriespeicher ermöglichen die effiziente Speicherung von überschüssigem Strom aus Photovoltaik- (PV) und Windkraftanlagen und sorgen dafür, dass diese Energie bedarfsgerecht verfügbar ist. Sie erweitern die Netzkapazitäten und ermöglichen es durch intelligenten Einsatz, den Strompreis im Mittel zu reduzieren.

In diesem Text erfahren Sie:

  • Was sind Batteriespeicher im Zusammenhang mit  Windkraft- und PV-Anlagen?
  • Wohin mit alten Batterien? So können Sie Kapital aus alten Windkraft- und Solar-Batterien schlagen
  • Vorteile von Batteriespeichern: Ersatz für Netzkapazitäten und Reduzierung von Netzkosten
  • Anwendungsfälle von Batteriespeichern: Stromverbrauch optimieren und Energieversorgung sichern
  • Warum sind Batteriespeicher für die Energiewende wichtig?
  • FAQ

Was sind Batteriespeicher im Zusammenhang mit Windkraft- und PV-Anlagen?

Batteriespeicher sind Energiesysteme, die dazu dienen, überschüssigen Strom aus Photovoltaik- (PV) und Windkraftanlagen zu speichern. Mit anderen Worten ausgedrückt bedeutet dies, dass der Strom gespeichert wird, wenn der Wind stark weht oder die Sonne scheint, der Stromverbrauch in unserem Land jedoch gering ist. Sie ermöglichen also die effiziente Nutzung erneuerbarer Energien, indem sie den gespeicherten Strom bei vorhandenem Bedarf wieder freigeben. Dies ist besonders wichtig, da sowohl Solar- als auch Windenergie starken Schwankungen unterliegt und nicht immer genau dann verfügbar ist, wenn die Nachfrage, nämlich eher gegen Abend, am höchsten ist.

In einer typischen Installation sind Batteriespeicher so integriert, dass sie überschüssigen Strom sammeln, wenn die Stromproduktion die aktuelle Nachfrage bzw. den Bedarf übersteigt, also z.B. bei sonnigem Wetter oder starkem Wind. Ein Abschalten von Windenergieanlagen, wie wir es aktuell häufig beobachten, kann hierdurch verhindert werden. Der gespeicherte Strom kann dann in Zeiten geringerer Produktion oder hoher Nachfrage genutzt werden, etwa abends oder bei schwachen Windbedingungen.

Lebensdauer und Aktualisierung: Batterien in solchen Systemen haben eine begrenzte Lebensdauer und müssen in der Regel nach etwa 10 Jahren teilweise erneuert bzw. Elemente ausgetauscht werden. Die Alterung der Batterien und der damit verbundene Kapazitätsverlust ist abhängig von der Häufigkeit der Lade- und Entladezyklen und können durch eine hohe Nutzung und die damit einhergehenden Zyklen beschleunigt werden. Regelmäßige Wartung und gelegentliche Upgrades sind daher essentiell, um eine optimale Leistung der Batteriespeicher zu gewährleisten. Wir beobachten jedoch auch in diesem Segment einen rasanten Technologiefortschritt. Neueste Batteriezellen weisen eine höhere Energiedichte und häufigere Ladezyklen auf.

Wohin mit alten Batterien? So können Sie Kapital aus alten Windkraft- und Solar-Batterien schlagen

Besitzer älterer Batteriesysteme können auch am Ende der Lebensdauer ihrer Speicher einen finanziellen Nutzen daraus ziehen. Hier sind die wichtigsten Wege, um Kapital aus ausgedienten Windkraft- und Solarbatterien zu schlagen:

  1. Recycling: Der Recyclingprozess ermöglicht es, wertvolle Rohstoffe aus alten Batterien zurückzugewinnen. Metalle wie Lithium, Nickel und Kobalt können durch spezialisierte Recyclingunternehmen extrahiert und in neuen Batteriesystemen oder anderen Produkten wiederverwendet werden. So trägt das Recycling nicht nur zur Umweltschonung bei, sondern bringt auch Einnahmen durch den Verkauf dieser Materialien.
  2. Wiederverkauf: In einigen Fällen können ältere Batterien auf dem Gebrauchtmarkt weiterverkauft werden. Während sie für die primäre Anwendung möglicherweise nicht mehr optimal sind, können sie in anderen Anwendungen weiterhin nützlich sein, beispielsweise in kleineren stationären Energiespeichersystemen mit geringeren Anforderungen.
  3. Sekundärstromquelle: Eine clevere Möglichkeit besteht darin, die alten Batterien weiterhin als Sekundärstromquelle zu nutzen. Obwohl ihre Speicherkapazität abgenommen hat, können sie immer noch überschüssigen Strom aus Wind- oder Solaranlagen speichern und bei Bedarf abgeben. Dies kann besonders in Regionen von Vorteil sein, in denen Stromausfälle auftreten oder der Netzanschluss eingeschränkt ist.

Besitzer von älteren Batteriesystemen, insbesondere in der Nähe von Umspannwerken, können auf diese Weise nicht nur die Umwelt entlasten, sondern auch wirtschaftlichen Nutzen aus ihren ausgedienten Batterien ziehen.

Vorteile von Batteriespeichern: Ersatz für Netzkapazitäten und Reduzierung von Netzkosten

Batteriespeicher bieten entscheidende Vorteile für die Stabilisierung und Entlastung des Stromnetzes. Hier sind die wichtigsten Aspekte, wie Batteriespeicher einen wichtigen Beitrag zur Effizienz und Kostenreduktion leisten:

Ersatz für Netzkapazitäten:

  • Durch die Speicherung von überschüssigem Strom, der während Zeiten hoher Produktion nicht direkt genutzt werden kann, lassen sich Engpässe im Stromnetz vermeiden. Besonders bei Windkraft- und Photovoltaikanlagen, die je nach Wetterbedingungen schwankende Strommengen produzieren, ist dies von großem Vorteil. Die Netze werden entlastet und ihre Kapazität ausgedehnt.
  • Batteriespeicher fungieren als Puffer und sorgen für eine gleichmäßige Einspeisung ins Netz, auch wenn die Produktion aufgrund von Wetterveränderungen schwankt. Dies führt bei intelligentem Laden und Entladen auf Dauer zu einer Reduzierung des Strompreises.

Reduzierung von Netzkosten:

  • Die Fähigkeit, Strom während geringer Nachfragezeiten zu speichern und bei Spitzenlast abzurufen, hilft dabei, die Nachfrage auszugleichen. Dies entlastet das Netz und ermöglicht eine gleichmäßigere Verteilung der Stromversorgung.
  • Unternehmen können ihre Spitzenlasten durch gespeicherten Strom reduzieren, was zu niedrigeren Netzgebühren führt.
  • Betreiber von Windkraft- und PV-Anlagen können den gespeicherten Strom während Zeiten hoher Nachfrage zu höheren Preisen verkaufen und so zusätzliche Einnahmen generieren.

Die Integration von Batteriespeichern ist somit eine Schlüsseltechnologie, um das Stromnetz nachhaltiger und kosteneffizienter zu gestalten. Sie ermöglichen eine höhere Versorgungssicherheit und tragen dazu bei, die Energiewende auf wirtschaftlich sinnvolle Weise zu unterstützen.

Anwendungsfälle von Batteriespeichern: Stromverbrauch optimieren und Energieversorgung sichern

Batteriespeicher sind vielseitig einsetzbar, um den Stromverbrauch zu optimieren und die Energieversorgung sicherzustellen. Sie ermöglichen es sowohl privaten Haushalten als auch Unternehmen, erneuerbare Energiequellen effizienter zu nutzen. Durch die Speicherung überschüssiger Energie wird die Eigenversorgung erhöht und die Stromkosten können gesenkt werden.

Im privaten Bereich etwa können Haushalte mit einer Photovoltaikanlage den tagsüber produzierten Strom für spätere Nutzung speichern. Gewerbliche Betriebe mit Windkraftanlagen können gespeicherten Strom strategisch nutzen, um in Spitzenlastzeiten von höheren Preisen zu profitieren.

Die folgenden Abschnitte beleuchten diese beiden Anwendungsfälle genauer.

Anwendungsfall 1: Private Haushalte mit PV-Anlage

Eine Familie mit einer Photovoltaikanlage (PV) auf dem Dach kann durch einen Batteriespeicher effizienter mit Strom umgehen. Tagsüber produziert die PV-Anlage ausreichend Energie, von der der Überschuss im Batteriespeicher gespeichert wird. Diese gespeicherte Energie steht am Abend oder an bewölkten Tagen zur Verfügung, um den Eigenverbrauch zu decken und somit die Stromkosten zu senken. Zusätzlich fungiert der Batteriespeicher als zeitweise Notstromversorgung, falls das öffentliche Netz ausfällt.

Anwendungsfall 2: Gewerblicher Betrieb mit Windkraftanlage

Ein mittelständisches Unternehmen betreibt eine Windkraftanlage und profitiert von starken Winden, die hohe Energiemengen produzieren. Anstatt überschüssigen Strom direkt ins Netz einzuspeisen, wird dieser in einem Batteriespeicher gesammelt und zu einem späteren Zeitpunkt abgerufen. So kann das Unternehmen den Strom während der Spitzenlastzeiten verkaufen, wenn die Preise am höchsten sind. Dadurch reduziert der Batteriespeicher die Belastung des Netzes und senkt die damit verbundenen Netzgebühren.

Warum sind Batteriespeicher für die Energiewende wichtig?

Batteriespeicher spielen eine zentrale Rolle für das Erreichen der Ziele der Energiewende, da sie die Flexibilität und Effizienz der erneuerbaren Energien erheblich steigern. Indem sie überschüssige Energie aus Windkraft- und Solaranlagen speichern, können sie Versorgungsschwankungen ausgleichen und die Energie in Zeiten erhöhter Nachfrage bereitstellen. Dadurch wird ein kontinuierlicher Stromfluss gewährleistet, auch wenn die Energieerzeugung schwankt.

Integration erneuerbarer Energien: Wind und Sonne sind nicht immer verlässlich und erzeugen Energie unregelmäßig. Batteriespeicher erleichtern die Integration dieser Energien in das Stromnetz, indem sie Überkapazitäten aufnehmen und bei Bedarf abgeben.

Nachhaltige Energieversorgung: Sie ermöglichen eine nachhaltige und flexible Energieversorgung, indem sie als Zwischenspeicher fungieren und Strom liefern, wenn konventionelle Netze ausfallen oder Strompreise steigen.

Reduzierte Netzauslastung: Durch die Speicherung und anschließende Abgabe bei Bedarf können Batteriespeicher die Netzauslastung reduzieren, indem sie Strom lokal bereitstellen, anstatt diesen über weite Strecken zu transportieren.

Insgesamt unterstützen Batteriespeicher eine widerstandsfähigere, stabilere und effizientere Energieinfrastruktur, die auf erneuerbaren Energien basiert.

FAQ

Wie wird der Strom aus dem Batteriespeicher wieder ins Netz eingespeist und wie funktioniert die Abrechnung mit dem Energieversorger?
Über Wechselrichter wird der gespeicherte Gleichstrom in Wechselstrom umgewandelt und ins Netz eingespeist. Die Abrechnung erfolgt nach dem Einspeisemanagement des Netzbetreibers und den aktuellen Einspeisevergütungen.

Was genau ist ein Batteriespeicher und wie funktioniert er in Verbindung mit Windkraftanlagen und PV-Systemen?
Ein Batteriespeicher ist ein System, das den erzeugten Strom speichert, um ihn später zu verwenden. Bei PV- und Windkraftanlagen speichert er überschüssige Energie, wenn diese nicht direkt verbraucht wird, und gibt sie bei Bedarf wieder ab. Das ermöglicht eine konstante Stromversorgung, auch bei wechselhaften Wetterbedingungen.

Wie lange halten Batteriespeicher und welche Faktoren beeinflussen ihre Lebensdauer?
Batteriespeicher halten in der Regel zwischen 10 und 20 Jahren. Faktoren wie die Qualität der Batterie, die Nutzungshäufigkeit, Ladezyklen und Umwelteinflüsse (Temperatur) beeinflussen die Lebensdauer.

Welche Vorteile bieten Batteriespeicher im Vergleich zur direkten Einspeisung von erzeugtem Strom ins Netz?
Kostenersparnis: Überschüssige Energie wird gespeichert und zu Zeiten mit höherem Bedarf oder höheren Strompreisen genutzt, was zu geringeren Stromkosten führt.
Netzunabhängigkeit: Bei Stromausfällen versorgen die Batterien Haushalte weiterhin mit gespeicherter Energie und bieten so eine Notstromversorgung.

Wie können Besitzer älterer Windkraftanlagen oder PV-Systeme den Wert ihrer alten Batterien maximieren?
Besitzer können alte Batteriesysteme recyceln, wieder verkaufen oder als Sekundärstromquelle nutzen, indem sie den gespeicherten Strom zu Zeiten hoher Nachfrage bereitstellen.

Welche Kosten sind mit der Anschaffung und Installation eines Batteriespeichers verbunden?
Die Kosten variieren je nach Kapazität und System. In Deutschland können Batteriespeicher für Einfamilienhäuser  zwischen 5.000 und 15.000 Euro kosten, inklusive Installation.

Wie werden Batteriespeicher gewartet und welche regelmäßigen Überprüfungen sind erforderlich?
Batteriespeicher erfordern regelmäßige Wartung, darunter die Überprüfung der Verbindungen, Spannungen und Temperaturen. Es wird empfohlen, jährliche Wartungen durchzuführen.

Können Batteriespeicher auch bei Netzausfällen oder -störungen eingesetzt werden?
Ja, Batteriespeicher können als Notstromversorgung dienen, wenn sie eine Backup-Funktion besitzen und korrekt installiert sind.

Wie groß muss ein Batteriespeicher sein, um den Bedarf eines durchschnittlichen Haushalts zu decken?
Ein Speicher von 5 bis 10 kWh ist in der Regel ausreichend, abhängig vom individuellen Stromverbrauch und der Größe der PV-Anlage.

Welche Umweltauswirkungen haben Batteriespeicher und wie umweltfreundlich sind sie im Vergleich zu anderen Energiespeichertechnologien?
Die Herstellung und Entsorgung von Batterien haben Umweltauswirkungen. Lithium-Ionen-Batterien sind aktuell eine der umweltfreundlichsten Optionen, wenn sie korrekt recycelt werden.