Speichersysteme in einer Photovoltaikanlage: Worum handelt es sich und welche Vorteile haben sie? Wie integrieren sie sich in Anlagen? Definitionen und Vorteile (Teil 1)

Mit der Anlage integrierte Speicherung

Speichersysteme für Photovoltaikanlagen bestehen aus besonderen „Batterien„, welche dazu dienen, die von einer Photovoltaikanlage erzeugte Energie zu speichern. Sie werden in den Zeiträumen wie z.B. nachts verwendet, wenn die Anlage nicht genügend Energie für den Eigenverbrauch erzeugt, oder um den selbstproduzierten Energieüberschuss in “stand alone”-Anlagen zu speichern, welche Standorte versorgen, die nicht vom nationalen Netzwerk bedient werden.

Die Vorteile in einem Speichersystem

Die Verwendung eines Speichersystems für die eigene Photovoltaikanlage ermöglicht zahlreiche Vorteile wie z.B.:

  • die Auswirkungen auf Kosten füre den Stromverbrauch erheblich zu reduzieren (Einsparungen in der Rechnung)
  • die elektrische Nutzungseinheit unabhängig zu machen
  • durch eine angemessene Optimierung Elektrizität für privilegierte Lasten zu erhalten.

Typologien von Photovoltaikanlagen

Es gibt zwei Arten von Photovoltaikanlagen:

  • Stand Alone Anlagen (isolierte Anlagen)
  • Grid Connected Anlagen (mit dem Stromnetz integrierte Anlagen).

Stand Alone Anlagen

Isolierte Anlagen (stand alone) sind in der Regel autonome Systeme, die verwendet werden, um Elektrizität an Nutzer zu liefern, die schwer mit dem Netz zu verbinden sind, oder für diejenigen die wegen des geringen Energieverbrauchs ein Anschluss an das nationale Stromnetz nicht wirtschaftlich vorteilhaft ist.

Stand Alone Anlage

Stand Alone Anlage

Eine isolierte Anlage ist außerdem durch die Notwendigkeit gekennzeichnet, den gesamten Energiebedarf der Nutzer zu decken. Die Elemente, die sie bilden, sind:

  • Photovoltaik-Module
  • Laderegler
  • Speichersystem (Batterien)
  • Wechselrichter (ein Gerät das Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt)

Diese Systeme sind wirtschaftlich vorteilhaft in Fällen, in denen die Netzversorgung fehlt oder schwer erreichbar ist. Das Stand-Alone System kann im Fall eines Stromausfalls die Kontinuität der Stromversorgung gewährleisten, diese wird durch das Speichersystem ermöglicht, welches die produzierte Energie speichert, um sie dann wiederzuverwenden, wenn die Photovoltaik-Module nicht funktionieren (zum Beispiel nachts).

Grid Connected Anlage

Grid Connected  Photovoltaikanlagen  (mit dem Netz verbunden) können mit dem nationalen elektrischen Netz Energie austauschen. Der Austausch kann in zwei Richtungen erfolgen:

  1. wenn die Energieproduktion des photovoltaischen Systems den Verbrauch überschreitet, wird der Überschuss in das Netz eingespeist;
  2. in den Stunden, in denen der Generator nicht genügend Strom für die Nutzer bereitstellt, wird die Energie aus dem Netz entnommen.

Normalerweise verfügt man bei Grid Connected-Systemen über zwei Zähler, die für die Berechnung der Energie zuständig sind, die in beide Richtungen ausgetauscht wird. Es ist außerdem ein Wechselrichter vorhanden, der den produzierten Gleichstrom der Photovoltaik-Anlage in Wechselstrom umwandelt.

Viele Grid Connected Systeme verfügen nicht über Batterien, da das Vertriebsnetz bei Abwesenheit der Sonnenstrahlung für die Stromversorgung sorgt. Heutzutage, werden dank immer niedrigerer Kosten der Speichersysteme Batterien installiert, welche den Eigenverbrauch der selbst produzierten Energie erhöhen können, um so größere wirtschaftliche Einsparungen zu erzielen.

Speichersystem in einer Grid Connected Anlage

Grid Connected Anlage mit Speichersystem

Grid Connected Anlage mit Speichersystem

Ein in der Grid Connected Anlage integriertes Speichersystem ermöglicht, den verzögerten Eigenverbrauch von Strom zu erhöhen, welcher durch die Batterien gespeichert wird, um zu einem späteren Zeitpunkt genutzt zu werden, wie zum Beispiel abends, wenn die Photovoltaikanlag nicht produktiv ist.

Bei Grid Connected Anlagen mit Akkumulationsbatterien folgen Verbrauchsströme einer bestimmten Reihenfolge:

  1. der Nutzer greift zunächst auf den von den Photovoltaikmodulen erzeugten Strom zu;
  2. falls die Anlage zum Zeitpunkt der Stromanfrage keine Elektrizität produziert, greift der Nutzer auf die zuvor in dem Akkumulationssystem (Batterien) gespeicherte Energie zu;
  3. falls die Batterien leer sind, entnimmt der Nutzer die Energie vom nationalen Stromnetz.
    Im Gegensatz zu Stand Alone Systemen, welche als unterbrechungsfreie Stormversorgung funktionieren können, sind Grid Connected Anlagen trotz ihres Akkumulationssystemes mit Sicherheitssystemen ausgestattet, die in Abwesenheit der Netzspannung die Anlage automatisch abschalten.

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