1. Was ist Energiespeicherung? – Eine riesige “Powerbank”
Vereinfacht ausgedrückt: Energiespeicher funktionieren wie eine übergroße, industrielle “Powerbank”. Sie lädt sich auf, wenn Strom billig ist oder ein Überschuss an erneuerbarer Energie (wie Solar- und Windenergie) vorhanden ist, und entlädt sich, wenn Strom teuer ist oder benötigt wird, wodurch Geld verdient oder gespart wird, indem “niedriger Strom gekauft und hoher Strom verkauft” wird.
2. Warum Energiespeicher entwickeln? – Um drei wichtige Probleme zu lösen
Lösung des Ungleichgewichts zwischen Angebot und Nachfrage: Stromerzeugung und -verbrauch müssen gleichzeitig erfolgen. Energiespeicher können überschüssigen Strom für den späteren Gebrauch speichern.
Förderung des Verbrauchs erneuerbarer Energien: Die Stromerzeugung aus Wind und Sonne ist wetterabhängig und instabil. Energiespeicher können diese Schwankungen ausgleichen, indem sie Lastspitzen kaschieren und Lasttäler füllen.“
Ökonomische Vorteile: Die Gewinnmaximierung aus der Preisdifferenz zwischen Strom in Spitzenzeiten und außerhalb der Spitzenzeiten wird als Spitzen-Tal-Arbitrage bezeichnet.
Drei Kernwissensbereiche, die Sie beherrschen müssen
Bereich 1: Technischer Ablauf und Kernkomponenten (Verständnis der Struktur eines Energiespeichersystems)
Ein Energiespeichersystem (insbesondere ein elektrochemischer Energiespeicher) ist wie ein Mensch:
Zelle -> Herz: Die zentrale Einheit, die Energie speichert. Derzeit ist die LFP-Batterie aufgrund ihrer Sicherheit und langen Lebensdauer am weitesten verbreitet.
Akkupack -> Gehäuse: Besteht aus vielen Zellen sowie Strukturbauteilen und Kühlkörpern.
BMS -> Gehirn: Überwacht ständig den Zustand jeder einzelnen Zelle (Spannung, Temperatur) und verhindert Überladung und Tiefentladung, um die Sicherheit zu gewährleisten.
EMS -> Oberbefehlshaber: Verantwortlich für die Formulierung wirtschaftlicher Strategien. Es weiß, wann es Strom laden muss, wenn die Strompreise niedrig sind, und wann es Strom abgeben muss, wenn die Preise hoch sind, um den Gewinn zu maximieren.
PCS -> Muskel/Konverter: Verantwortlich für die Umwandlung zwischen Wechselstrom (Netzstrom) und Gleichstrom (Batteriestrom) sowie für die Steuerung des Lade- und Entladevorgangs.
Bereich 2: Hauptanwendungsszenarien (Wo wird Energiespeicherung eingesetzt?)
Generationsseite:
Speicherung erneuerbarer Energien: Energiespeicher werden neben Windparks und Photovoltaik-Kraftwerken installiert.
Netzseite: Stromnetzbetreiber errichten Speichersysteme zur Spitzenlastkappung und Frequenzregelung, um die Netzstabilität zu gewährleisten.
Anwenderseite – Dies ist derzeit die gängigste Anwendung:
Energiespeicherung in Gewerbe und Industrie: Fabriken, Einkaufszentren usw. installieren Energiespeicher in erster Linie, um durch die Ausnutzung von Preisunterschieden zwischen Spitzen- und Talzeiten enorme Summen an Stromkosten zu sparen.
Energiespeicher für Privathaushalte: In Kombination mit Photovoltaikanlagen auf dem Dach ermöglicht er Haushalten, sich selbst mit Strom zu versorgen.
Bereich 3: Sicherheit – Die absolute rote Linie
Thermisches Durchgehen: Dies ist die größte Gefahr für die Batteriesicherheit. Es bezeichnet das Phänomen, bei dem die Temperatur einer Batterie aufgrund von Kurzschlüssen, Überhitzung oder anderen Ursachen kaskadenartig ansteigt und letztendlich zu Brand und Explosion führt.
Sicherheitskonzept: Hervorragende Energiespeichersysteme verhindern und mindern ein thermisches Durchgehen durch verschiedene Maßnahmen, darunter die Auswahl der Zellen (LFP ist sicherer), die Echtzeit-Überwachung des Gebäudeleitsystems, Feuerlöschsysteme (Feuerlöschgase wie Heptafluorpropan) und die bauliche Gestaltung.
