Solarstromanlagen mit Speicherbatterien zur Verminderung der solaren Mittagsspitzen und zur Erhöhun...
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Diskussionsentwurf von Dipl.-Ing. Wolf von Fabeck , Solarenergie-Förderverein Deutschland (SFV) - PowerPoint PPT Presentation


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Solarstromanlagen mit Speicherbatterien zur Verminderung der solaren Mittagsspitzen und zur Erhöhung des Solarstromanteils im Stromnetz. Einbeziehung der dezentralen Stromspeicherung in das EEG. Diskussionsentwurf von Dipl.-Ing. Wolf von Fabeck , Solarenergie-Förderverein Deutschland (SFV).

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Presentation Transcript

Solarstromanlagen mit Speicherbatterien zur Verminderung der solaren Mittagsspitzen und zur Erhöhung des Solarstromanteils im Stromnetz

Einbeziehung der dezentralen Stromspeicherung in das EEG

Diskussionsentwurf von Dipl.-Ing. Wolf von Fabeck,

Solarenergie-Förderverein Deutschland (SFV)

Zusammenfassung:

Bei weiterem Ausbau der Solarenergie können an sonnigen Tagen und den darauf folgenden Abend-, Nacht- und Vormittagsstunden auch energieintensive Industrieanlagen am Hochspannungsnetz vollständig mit Solarstrom versorgt werden.

Ein Ausbau der Nieder-, Mittel- und Hochspannungsnetze ist dafür nicht erforderlich. Notwendig ist lediglich die Zwischenspeicherung der mittäglichen Solarspitze direkt an der Quelle, d.h. durch Batteriespeicher, die direkt in die Solaranlage integriert sind und die zeitlich verzögerte, dosierte Abgabe ins Stromnetz.


Vorbemerkung: solaren Mittagsspitzen und zur Erhöhung des Solarstromanteils im Stromnetz

Die Umstellung der Energieversorgung auf Erneuerbare Energien wird sich im Wesentlichen auf zwei Techniken stützen, die Solarstrom- und die Windstromgewinnung an Land. Die Windenergie wird ihren Hauptbeitrag im Winterhalbjahr leisten, die Solarenergie im Sommer.

Der folgende Beitrag bezieht sich im Wesentlichen auf die Rolle der Photovoltaik, d.h. auf die Jahreszeit von Mai bis September.

Für die Windenergie liegen die Verhältnisse ähnlich, nur sind die Zeiträume, in denen Windüberschuss- oder Windmangel herrscht, länger als bei der Solarenergie.

Die Speicher müssen deshalb für die Windenergie größer dimensioniert werden.


Um solaren Mittagsspitzen und zur Erhöhung des Solarstromanteils im Stromnetzdie Mittagszeit wird im Sommerhalbjahr besonders viel Strom verbraucht (Mittagsspitze)

Tagesgang der Sommerlastkurve


Solarstrom solaren Mittagsspitzen und zur Erhöhung des Solarstromanteils im Stromnetzkommt scheinbar genau zur Entlastung der mittäglichen Lastspitze

Tagesgang der Sommerlastkurve


S solaren Mittagsspitzen und zur Erhöhung des Solarstromanteils im Stromnetzteigert man den Ausbau der Solarenergie, so verkehrt sich die Entlastung in ihr Gegenteil

Tagesgang der Sommerlastkurve



Um die Mittagszeit gibt es mehr Solarstrom, als zu diesem Zeitpunkt überhaupt benötigt wird.

Weiterer Ausbau der Solarenergie löst das Problem nicht.

Er erhöht nur den Überschuss zur Mittagszeit, liefert aber keinen Beitrag zur Deckung der abendlichen Lastspitze oder zur nächtlichen Stromversorgung.


Um die Mittagszeit gibt es mehr Solarstrom, als zu diesem Zeitpunkt überhaupt benötigt wird.

Weiterer Ausbau der Solarenergie löst das Problem nicht.

Er erhöht nur den Überschuss zur Mittagszeit, liefert aber keinen Beitrag zur Deckung der abendlichen Lastspitze oder zur nächtlichen Stromversorgung.


Wie können wir den Überschuss sinnvoll verwerten? Zeitpunkt überhaupt benötigt wird.


Wie können wir den Überschuss sinnvoll verwerten? Zeitpunkt überhaupt benötigt wird.

Vielleicht für Stromgroßverbraucher?


Hochspannung Zeitpunkt überhaupt benötigt wird.

220.000 Volt

Zur stromintensiven Industrie

Kohlestrom

So wird derzeit die stromintensive Industrie mit Strom versorgt


Hochspannung Zeitpunkt überhaupt benötigt wird.

220.000 Volt

Zur stromintensiven Industrie

Kohlestrom

So werden nachts die privaten Endkunden mit Kohlestrom versorgt


Hochspannung Zeitpunkt überhaupt benötigt wird.

220.000 Volt

Zur stromintensiven Industrie

Kohlestrom

So werden nachts die privaten Endkunden mit Kohlestrom versorgt


Hochspannung Zeitpunkt überhaupt benötigt wird.

220.000 Volt

Zur stromintensiven Industrie

Kohlestrom

So werden nachts die privaten Endkunden mit Kohlestrom versorgt

Hochspannung zu gefährlich für Endverbraucher


Hochspannung Zeitpunkt überhaupt benötigt wird.

220.000 Volt

Zur stromintensiven Industrie

Kohlestrom

So werden nachts die privaten Endkunden mit Kohlestrom versorgt

Transformatoren setzen die Spannung herab, aber übertragen die Leistung nahezu verlustfrei

Zeichenerklärung:

Transformator


Hochspannung Zeitpunkt überhaupt benötigt wird.

220.000 Volt

Zur stromintensiven Industrie

Kohlestrom

So werden nachts die privaten Endkunden mit Kohlestrom versorgt

Mittelspannung

20.000 Volt

Niederspannung

230 Volt

Zeichenerklärung:

Transformator


Hochspannung Zeitpunkt überhaupt benötigt wird.

220.000 Volt

Zur stromintensiven Industrie

Kohlestrom

So werden nachts die privaten Endkunden mit Kohlestrom versorgt

Mittelspannung

20.000 Volt

Niederspannung

230 Volt


Erste Stufe Solarausbau Zeitpunkt überhaupt benötigt wird.


Hochspannung Zeitpunkt überhaupt benötigt wird.

220.000 Volt

Zur stromintensiven Industrie

Kohlestrom

Erste Stufe Solarausbau

Niederspannung

230 Volt


Hochspannung Zeitpunkt überhaupt benötigt wird.

220.000 Volt

Zur stromintensiven Industrie

Kohlestrom

Erste Stufe Solarausbau

Niederspannung

230 Volt


Hochspannung Zeitpunkt überhaupt benötigt wird.

220.000 Volt

Zur stromintensiven Industrie

Kohlestrom

Erste Stufe Solarausbau

Mittelspannung

20.000 Volt

Niederspannung

230 Volt


Hochspannung Zeitpunkt überhaupt benötigt wird.

220.000 Volt

Zur stromintensiven Industrie

Kohlestrom

Erste Stufe Solarausbau

Mittelspannung

20.000 Volt

Niederspannung

230 Volt


Hochspannung Zeitpunkt überhaupt benötigt wird.

220.000 Volt

Zur stromintensiven Industrie

Kohlestrom

Erste Stufe Solarausbau

Mittelspannung

20.000 Volt

Niederspannung

230 Volt


Hochspannung Zeitpunkt überhaupt benötigt wird.

220.000 Volt

Zur stromintensiven Industrie

Kohlestrom

Erste Stufe Solarausbau

Mittelspannung

20.000 Volt

Niederspannung

230 Volt


Hochspannung Zeitpunkt überhaupt benötigt wird.

220.000 Volt

Zur stromintensiven Industrie

Kohlestrom

Erste Stufe Solarausbau

Mittelspannung

20.000 Volt

Niederspannung

230 Volt


Hochspannung Zeitpunkt überhaupt benötigt wird.

220.000 Volt

Zur stromintensiven Industrie

Kohlestrom

Private Endkunden versorgen sich selbst und ihre Nachbarn in Sonnenstunden mit Solarstrom

Mittelspannung

20.000 Volt

Niederspannung

230 Volt


Zweite Stufe Solarausbau: Zeitpunkt überhaupt benötigt wird.


Hochspannung Zeitpunkt überhaupt benötigt wird.

220.000 Volt

Zur stromintensiven Industrie

Kohlestrom

Zweite Stufe Solarausbau

Niederspannung

230 Volt


Hochspannung Zeitpunkt überhaupt benötigt wird.

220.000 Volt

Zur stromintensiven Industrie

Kohlestrom

Zweite Stufe Solarausbau

Mittelspannung

20.000 Volt

Niederspannung

230 Volt


Hochspannung Zeitpunkt überhaupt benötigt wird.

220.000 Volt

Zur stromintensiven Industrie

Kohlestrom

Zweite Stufe Solarausbau

Mittelspannung

20.000 Volt

Niederspannung

230 Volt


Hochspannung Zeitpunkt überhaupt benötigt wird.

220.000 Volt

Zur stromintensiven Industrie

Kohlestrom

Zweite Stufe Solarausbau

Mittelspannung

20.000 Volt

Niederspannung

230 Volt


Hochspannung Zeitpunkt überhaupt benötigt wird.

220.000 Volt

Zur stromintensiven Industrie

Kohlestrom

Zweite Stufe Solarausbau

Mittelspannung

20.000 Volt

Niederspannung

230 Volt


Hochspannung Zeitpunkt überhaupt benötigt wird.

220.000 Volt

Zur stromintensiven Industrie

Kohlestrom

Solarstrom

Solarstrom fließt „rückwärts“ bis zur stromintensiven Industrie.

Kohlestrom wird mittags nicht mehr benötigt

Mittelspannung

20.000 Volt

Niederspannung

230 Volt


Hochspannung Zeitpunkt überhaupt benötigt wird.

220.000 Volt

Zur energieintensiven Industrie

Solarstrom

Solarstrom fließt „rückwärts“ bis zur stromintensiven Industrie.

Kohlestrom wird mittags nicht mehr benötigt

Mittelspannung

20.000 Volt

Niederspannung

230 Volt


Dritte Stufe Solarausbau: Zeitpunkt überhaupt benötigt wird.


Hochspannung Zeitpunkt überhaupt benötigt wird.

220.000 Volt

Zur energieintensiven Industrie

Solarstrom

Dritte Stufe Solarausbau

Niederspannung

230 Volt


Hochspannung Zeitpunkt überhaupt benötigt wird.

220.000 Volt

Zur energieintensiven Industrie

Solarstrom

Dritte Stufe Solarausbau

Mittelspannung

20.000 Volt

Niederspannung

230 Volt


Hochspannung Zeitpunkt überhaupt benötigt wird.

220.000 Volt

Zur energieintensiven Industrie

Solarstrom

Dritte Stufe Solarausbau

Mittelspannung

20.000 Volt

Niederspannung

230 Volt


Hochspannung Zeitpunkt überhaupt benötigt wird.

220.000 Volt

Zur energieintensiven Industrie

Solarstrom

Dritte Stufe Solarausbau

Mittelspannung

20.000 Volt

Niederspannung

230 Volt


Zur energieintensiven Zeitpunkt überhaupt benötigt wird. Industrie

Solarstrom

Dritte Stufe Solarausbau stößt an zwei Grenzen:


Zur energieintensiven Zeitpunkt überhaupt benötigt wird. Industrie

Solarstrom

Erste Grenze: Stromnetze können solare Mittagsspitze nicht mehr weiterleiten


Zur energieintensiven Zeitpunkt überhaupt benötigt wird. Industrie

Solarstrom

Zweite Grenze:Die solare Mittags-spitze wird zur angebotenen Zeit in dieser Höhe nicht benötigt



Zulässige Spannung im Niederspannungsnetz 230 Volt plus minus 10 Prozent

Niederspannungsnetz 230 V

Anschluss von zusätzlichen Solarstromanlagenwird immer häufiger von den Betreibern der Niederspannungsnetze abgelehnt


Zulässige Spannung im Niederspannungsnetz 230 Volt plus minus 10 Prozent

Niederspannungsnetz 230 V

Messpunkt

Netzberechnung geht vom ungünstigsten Fall aus:

Kein Stromverbrauch (alle Bewohner im Sommerurlaub)


Zulässige Spannung im Niederspannungsnetz 230 Volt plus minus 10 Prozent

Niederspannungsnetz 230 V

Messpunkt

Spannung am Ende des Netzzweiges steigt über zulässigen Höchstwert 230 V + 10 Prozent = 253 Volt



Niederspannungsnetz 230 V reichlich Dächer vorhanden sind

Ohne Genehmigung weiterer Solaranlagen kommt Energiewende zum Stillstand


Neu hinzukommende reichlich Dächer vorhanden sindSolaranlagen erhalten keine Anschluss-

Genehmigung, obwohl reichlich Dächer vorhanden sind

Niederspannungsnetz 230 V

Gesetzgeber und BundesNetzagentur schlagen Netzausbau vor

Das ist zwar ein Irrweg

Aber sehen wir uns die Begründung an


Berechnung der Spannungsanhebung reichlich Dächer vorhanden sind

Solarstrom I wird mittels Sonnenenergie durch das Niederspannungsnetz getrieben.

Solarstrom I


Berechnung der Spannungsanhebung reichlich Dächer vorhanden sind

Solarstrom I wird mittels Sonnenenergie durch das Niederspannungsnetz getrieben.

Solarstrom I

A

B

R

Zwischen den Punkten A und B hat das Netzkabel einen Widerstand R


Berechnung der Spannungsanhebung reichlich Dächer vorhanden sind

Solarstrom I wird mittels Sonnenenergie durch das Niederspannungsnetz getrieben.

Solarstrom I

A

B

R

Zwischen den Punkten A und B hat das Netzkabel einen Widerstand R

Der Solarstrom I erzeugt in B eine Spannungserhöhung Delta U = R * I


Berechnung der Spannungsanhebung reichlich Dächer vorhanden sind

Solarstrom I wird mittels Sonnenenergie durch das Niederspannungsnetz getrieben.

Solarstrom I

A

B

R

Zwischen den Punkten A und B hat das Netzkabel einen Widerstand R

Der Solarstrom I erzeugt in B eine Spannungserhöhung Delta U = R * I

Netzausbau (Verlegen von Parallelkabel) verkleinert den Widerstand R


Berechnung der Spannungsanhebung reichlich Dächer vorhanden sind

Solarstrom I wird mittels Sonnenenergie durch das Niederspannungsnetz getrieben.

Solarstrom I

A

B

R

Zwischen den Punkten A und B hat das Netzkabel einen Widerstand R

Der Solarstrom I erzeugt in B eine Spannungserhöhung Delta U = R * I

Netzausbau (Verlegen von Parallelkabel) verkleinert den Widerstand R

Damit verkleinert man die störende Spannungserhöhung Delta U = R * I

und könnte mehr Solaranlagen anschließen.


Fazit: reichlich Dächer vorhanden sind Netzausbau im Niederspannungnetzkönnte den Abtransport höherer Solar-Spitzenströme ermöglichen


Mittelspannung reichlich Dächer vorhanden sind

20.000 Volt

Fazit: Netzausbau im Niederspannungnetzkönnte den Abtransport höherer Solar-Spitzenströme ermöglichen

Aber …

Die vorgelagerten Netze müssten dann ebenfalls ausgebaut werden.


Mittelspannung reichlich Dächer vorhanden sind

20.000 Volt

Fazit: Netzausbau im Niederspannungnetzkönnte den Abtransport höherer Solar-Spitzenströme ermöglichen

Aber …

Die vorgelagerten Netze müssten dann ebenfalls ausgebaut werden.


Mittelspannung reichlich Dächer vorhanden sind

20.000 Volt

Und wer will

den Spitzenstrom überhaupt haben?


Mittelspannung reichlich Dächer vorhanden sind

20.000 Volt

Das Kappen der Mittagsspitze vernichtet wertvolle Energie


Mittelspannung reichlich Dächer vorhanden sind

20.000 Volt

Das Kappen der Mittagsspitze vernichtet wertvolle Energie


An reichlich Dächer vorhanden sindwieviel Tagen wird eine vorgegebene Leistung überschritten?

Beispiel: Die für Anlagen unter 30 kWp gesetzlich empfohlene Drosselung der Einspeiseleistung auf 0,7 der Peakleistung hätte im Jahr 2011 für Anlagen im PLZ-Bereich 20 an 80 Tagen zu Verlusten geführt.

80

0,7

Höchstleistung in Bruchteilen der Peakleistung


Beispiel: reichlich Dächer vorhanden sindDie für Anlagen unter 30 kWp empfohlene Drosselung der Einspeiseleistung auf 0,7 der Peakleistung hätte im Jahr 2011 für Anlagen im PLZ-Bereich 20 an 80 Tagen zu Verlusten geführt.

Die Verluste hätten im Jahr 2011 pro kWp eine Höhe von 10 kWh erreicht

10

0,7

Höchstleistung in Bruchteilen der Peakleistung


Problembeschreibung reichlich Dächer vorhanden sind


Problembeschreibung reichlich Dächer vorhanden sind

Erst 5 Prozent der Dächer und Fassaden sind mit Solarstromanlagen belegt


Problembeschreibung reichlich Dächer vorhanden sind

Erst 5 Prozent der Dächer und Fassaden sind mit Solarstromanlagen belegt

Neue Solaranlagen erhalten keine Anschlussgenehmigung.

Die Energiewende kommt dadurch ins Stocken


Problembeschreibung reichlich Dächer vorhanden sind

Erst 5 Prozent der Dächer und Fassaden sind mit Solarstromanlagen belegt

Neue Solaranlagen erhalten keine Anschlussgenehmigung.

Die Energiewende kommt dadurch ins Stocken

Ziel der Energiewende ist die Versorgung aller Verbraucher insbesondere mit Strom aus Solar- und Windenergie


Problembeschreibung reichlich Dächer vorhanden sind

Erst 5 Prozent der Dächer und Fassaden sind mit Solarstromanlagen belegt

Neue Solaranlagen erhalten keine Anschlussgenehmigung.

Die Energiewende kommt dadurch ins Stocken

Ziel der Energiewende ist die Versorgung aller Verbraucher insbesondere mit Strom aus Solar- und Windenergie

Strom aus Sonne und Wind fällt in der Fläche an, also dezentral.

Er wird zunächst vom Nieder- und Mittelspannungsnetz aufgenommen


Problembeschreibung reichlich Dächer vorhanden sind

Erst 5 Prozent der Dächer und Fassaden sind mit Solarstromanlagen belegt

Neue Solaranlagen erhalten keine Anschlussgenehmigung.

Die Energiewende kommt dadurch ins Stocken

Ziel der Energiewende ist die Versorgung aller Verbraucher insbesondere mit Strom aus Solar- und Windenergie

Strom aus Sonne und Wind fällt in der Fläche an, also dezentral.

Er wird zunächst vom Nieder- und Mittelspannungsnetz aufgenommen

Besonders anspruchsvolle Aufgabe ist die Versorgung der stromintensiven Großverbraucher am Hochspannungsnetz. Energiefluss von „unten“ nach „oben“.


Problembeschreibung reichlich Dächer vorhanden sind

Erst 5 Prozent der Dächer und Fassaden sind mit Solarstromanlagen belegt

Neue Solaranlagen erhalten keine Anschlussgenehmigung.

Die Energiewende kommt dadurch ins Stocken

Ziel der Energiewende ist die Versorgung aller Verbraucher insbesondere mit Strom aus Solar- und Windenergie

Strom aus Sonne und Wind fällt in der Fläche an, also dezentral.

Er wird zunächst vom Nieder- und Mittelspannungsnetz aufgenommen

Besonders anspruchsvolle Aufgabe ist die Versorgung der stromintensiven Großverbraucher am Hochspannungsnetz. Energiefluss von „unten“ nach „oben“.

BundesNetzagentur drängt auf Ausbau der Stromnetze.

Doch diese Forderung löst das Problem nicht.


Problembeschreibung reichlich Dächer vorhanden sind

Erst 5 Prozent der Dächer und Fassaden sind mit Solarstromanlagen belegt

Neue Solaranlagen erhalten keine Anschlussgenehmigung.

Die Energiewende kommt dadurch ins Stocken

Ziel der Energiewende ist die Versorgung aller Verbraucher insbesondere mit Strom aus Solar- und Windenergie

Strom aus Sonne und Wind fällt in der Fläche an, also dezentral.

Er wird zunächst vom Nieder- und Mittelspannungsnetz aufgenommen

Besonders anspruchsvolle Aufgabe ist die Versorgung der stromintensiven Großverbraucher am Hochspannungsnetz. Energiefluss von „unten“ nach „oben“.

BundesNetzagentur drängt auf Ausbau der Stromnetze.

Doch diese Forderung löst das Problem nicht.

Großverbraucher im Hochspannungsnetz könnten auch ohne Netzausbau vollständig mit Solarleistung aus dem Niederspannungsnetz versorgt werden


Problembeschreibung reichlich Dächer vorhanden sind

Erst 5 Prozent der Dächer und Fassaden sind mit Solarstromanlagen belegt

Neue Solaranlagen erhalten keine Anschlussgenehmigung.

Die Energiewende kommt dadurch ins Stocken

Ziel der Energiewende ist die Versorgung aller Verbraucher insbesondere mit Strom aus Solar- und Windenergie

Strom aus Sonne und Wind fällt in der Fläche an, also dezentral.

Er wird zunächst vom Nieder- und Mittelspannungsnetz aufgenommen

Besonders anspruchsvolle Aufgabe ist die Versorgung der stromintensiven Großverbraucher am Hochspannungsnetz. Energiefluss von „unten“ nach „oben“.

BundesNetzagentur drängt auf Ausbau der Stromnetze.

Doch diese Forderung löst das Problem nicht.

Großverbraucher im Hochspannungsnetz könnten auch ohne Netzausbau vollständig mit Solarleistung aus dem Niederspannungsnetz versorgt werden

Es folgt die Begründung, warum die Netzkapazität im allgemeinen reicht:


Hochspannung reichlich Dächer vorhanden sind

220.000 Volt

Zur stromintensiven Industrie

Kohlestrom

Begründung:

An Tagen ohne Wind und Sonnenenergie werden alle Stromkunden mit Kohlestrom versorgt

Mittelspannung

20.000 Volt

Niederspannung

230 Volt


Hochspannung reichlich Dächer vorhanden sind

220.000 Volt

Zur stromintensiven Industrie

Kohlestrom

Begründung:

An Tagen ohne Wind und Sonnenenergie werden alle Stromkunden mit Kohlestrom versorgt

Auch im Winter

Mittelspannung

20.000 Volt

Niederspannung

230 Volt


Hochspannung reichlich Dächer vorhanden sind

220.000 Volt

Zur stromintensiven Industrie

Kohlestrom

Im Winter ist der Strombedarf höher

Tagesgang Winter

Tagesgang Sommer

Niederspannung

230 Volt


Hochspannung reichlich Dächer vorhanden sind

220.000 Volt

Zur stromintensiven Industrie

Kohlestrom

Stromnetze sind zur Übertragung der höheren Winterlast ausgelegt

Tagesgang Winter

Tagesgang Sommer

Niederspannung

230 Volt


Zur stromintensiven reichlich Dächer vorhanden sind Industrie

Kohlestrom

Strom kann durch das Stromnetz in beiden Richtungen fließen


Zur stromintensiven reichlich Dächer vorhanden sind Industrie

Kohlestrom

Strom kann durch das Stromnetz in beiden Richtungen fließen

Kohlestrom von

„oben nach unten“


Zur energieintensiven reichlich Dächer vorhanden sind Industrie

Solarstrom

Strom kann durch das Stromnetz in beiden Richtungen fließen

Kohlestrom von

„oben nach unten“

Solarstrom von

„unten nach oben“


Zur energieintensiven reichlich Dächer vorhanden sind Industrie

Solarstrom

Strom kann durch das Stromnetz in beiden Richtungen fließen

Wichtig!

Würde Solarstrom gleichmäßiger fließen, so würde das Stromnetz ausreichen


Aber was machen wir mit dem Spitzenstrom? reichlich Dächer vorhanden sind


Aber was machen wir mit dem Spitzenstrom? reichlich Dächer vorhanden sind

Die Lösung:

Wir verkleinern den solaren Spitzenstrom Imax,

direkt an der Quelle


Aber was machen wir mit dem Spitzenstrom? reichlich Dächer vorhanden sind

Die Lösung:

Wir verkleinern den solaren Spitzenstrom Imax,

direkt an der Quelle,

indem wir die mittägliche Solarleistung auf den Abend und die folgende Nacht verteilen.


Aber was machen wir mit dem Spitzenstrom? reichlich Dächer vorhanden sind

Die Lösung:

Wir verkleinern den solaren Spitzenstrom Imax,

direkt an der Quelle,

indem wir die mittägliche Solarleistung auf den Abend und die folgende Nacht verteilen.

Wir bereiten die Invasion des Stromnetzes von unten her vor: Mit Solarstrom tags und nachts (und Windstrom) verdrängen wir Kohle-, Atom- und Erdgasstrom


Aber was machen wir mit dem Spitzenstrom? reichlich Dächer vorhanden sind

Die Lösung:

Wir verkleinern den solaren Spitzenstrom Imax,

direkt an der Quelle,

indem wir die mittägliche Solarleistung auf den Abend und die folgende Nacht verteilen.

Wir bereiten die Invasion des Stromnetzes von unten her vor: Mit Solarstrom tags und nachts (und Windstrom) verdrängen wir Kohle-, Atom- und Erdgasstrom

Dazu verwenden wir aufladbare Batterien in Kombination mit Solaranlagen


Aufladbare reichlich Dächer vorhanden sind Batterien lösen das Problem


Jahreshöchstwert reichlich Dächer vorhanden sind

6:00 Uhr

12:00 Uhr

18:00 Uhr

24:00 Uhr


Der Jahreshöchstwert von 0,875 der reichlich Dächer vorhanden sindPeakleistung wäre im Jahr 2011 praktisch nicht überschritten worden

.

Nach Daten von SMA im Jahr 2011

Jahreshöchst-wert 2011

0,875

Höchstleistung in Bruchteilen der Peakleistung


Freiwillige reichlich Dächer vorhanden sindBeschränkung der

Umrichterleistung (AC) = 0,3 Peak-Leistung (DC)


An etwa 240 Tagen wäre eine Leistung von 0,3 der reichlich Dächer vorhanden sindPeakleistung überschritten worden.

Nach Daten von SMA im Jahr 2011

240

0,3

Höchstleistung in Bruchteilen der Peakleistung


Beispiel: reichlich Dächer vorhanden sindDie vom SFV empfohlene Drosselung der Einspeiseleistung auf 0,3 der Peakleistung hätte im Jahr 2011 für Anlagen im PLZ-Bereich 80 Überschussleistungen in Höhe von 330 kWh/kWp (abzüglich der Speicherverluste) erbracht, die man speichern und im Lauf der folgenden Stunden dosiert ins Netz einspeisen könnte.

Im PLZ-Bereich 10 wären es etwa 200 kWh/kWp gewesen.

330

200

0,3

Höchstleistung in Bruchteilen der Peakleistung


Überschuss reichlich Dächer vorhanden sind

Freiwillige Beschränkung der

Umrichterleistung (AC) = 0,3 Peak-Leistung (DC)

An etwa 240 Tagen wird 0,3 Peak-Leistung erreicht oder überschritten


Überschuss reichlich Dächer vorhanden sind

Freiwillige Beschränkung der

Umrichterleistung (AC) = 0,3 Peak-Leistung (DC)

An etwa 240 Tagen wird 0,3 Peak-Leistung erreicht oder überschritten

Der Überschuss pro kWp liegt im Jahr etwa bei 200 bis 400 kWh


Solargenerator reichlich Dächer vorhanden sind

Umrichter

Einspeisezähler

Freiwillige Beschränkung der

Umrichterleistung (AC) = 1/3 Peak-Leistung (DC)

AC

DC


Solargenerator reichlich Dächer vorhanden sind

Umrichter

Einspeisezähler

Freiwillige Beschränkung der

Umrichterleistung (AC) = 1/3 Peak-Leistung (DC)

Dieser freiwillige Verzicht muss durch höhere Vergütung ausgeglichen werden

AC

DC


Umrichterleistung reichlich Dächer vorhanden sind (AC) = 0,3 Peak-Leistung (DC)

Kleiner als ca. 0,3 der Peak-Leistung darf die Umrichterleistung nicht sein. Überschussenergie muss vollständig eingespeist werden können, bevor am nächsten Tag erneut die Solarleistung 0,3 * Peak übersteigt.


Wir speichern die mittägliche Leistung und speisen sie am Abend und in der Nacht ein

Tageshöchstleistung (DC)

speichern

Direkt einspeisen

Batterie

aufladen

Restladung


Tageshöchstleistung (DC) Abend und in der Nacht ein

speichern

Spitzenleistung des Umrichters (AC)

Direkt einspeisen

Batterie

aufladen


Tageshöchstleistung (DC) Abend und in der Nacht ein

speichern

Spitzenleistung des Umrichters (AC)

Direkt einspeisen

Batterie

aufladen


Tageshöchstleistung (DC) Abend und in der Nacht ein

speichern

Spitzenleistung des Umrichters (AC)

Direkt einspeisen

Batterie

aufladen


Tageshöchstleistung (DC) Abend und in der Nacht ein

speichern

Spitzenleistung des Umrichters (AC)

Direkt einspeisen

Batterie

aufladen


Tageshöchstleistung (DC) Abend und in der Nacht ein

speichern

Spitzenleistung des Umrichters (AC)

Direkt einspeisen

Batterie

aufladen


Tageshöchstleistung (DC) Abend und in der Nacht ein

speichern

Spitzenleistung des Umrichters (AC)

Direkt einspeisen

Batterie

aufladen


Spitzenleistung des Umrichters (AC) Abend und in der Nacht ein

Direkt einspeisen

Batterie

aufgeladen


Zur Minimierung der Speicherverluste Abend und in der Nacht ein

gleichmäßig mit möglichst geringer Leistung in das Stromnetz einspeisen

Direkt einspeisen


Zur Minimierung der Speicherverluste Abend und in der Nacht ein

gleichmäßig mit möglichst geringer Leistung in das Stromnetz einspeisen

Direkt einspeisen


Zur Minimierung der Speicherverluste Abend und in der Nacht ein

gleichmäßig mit möglichst geringer Leistung in das Stromnetz einspeisen

Direkt einspeisen


Zur Minimierung der Speicherverluste Abend und in der Nacht ein

gleichmäßig mit möglichst geringer Leistung in das Stromnetz einspeisen

Direkt einspeisen

Nicht völlig entladen!


Direkt einspeisen Abend und in der Nacht ein

Die Lebensdauer von Bleibatterien würde bei vollständiger Entladung erheblich verkürzt

Nicht völlig entladen!


Solargenerator Abend und in der Nacht ein

MPP-Regler zieht jederzeit maximale Leistung

Diskussionsvorschlag 1

Bedarf noch der Überarbeitung

DC/DC - Steller

Leistungs-begrenzer auf 0,3 Peakleistung

Wechselrichter zur Netz-einspeisung

Vorrang

Überschuss

Intelligenter Dosierer

Der Dosierer sorgt dafür, dass die Batterie mit gleichmäßiger Leistung entladen wird - nur soweit, dass am nächsten Tag genug Aufnahmefähigkeit für den Überschuss gegeben ist.

Batterie

Netzeinspeisung


Solargenerator Abend und in der Nacht ein

Diskussionsvorschlag 2

Bedarf noch der Überarbeitung

MPP-Regler zieht jederzeit maximale Leistung

Leistungs-begrenzer auf 0,3 Peakleistung

Wechselrichter zur Netz-einspeisung

Vorrang

Überschuss

Batterie-Ladegerät

Intelligenter Dosierer

Der Dosierer sorgt dafür, dass die Batterie mit gleichmäßiger Leistung entladen wird - nur soweit, dass am nächsten Tag genug Aufnahmefähigkeit für den Überschuss gegeben ist.

Batterie

Netzeinspeisung


Solargenerator Abend und in der Nacht ein

Einspeisezähler

Umrichter

Umrichterleistung =

1/3 Solargeneratorleistung

Speicher

AC

DC


Tatsächlicher Solarleistungsverlauf wie im PLZ-Bereich 52 am 2.6.11 nach SMA

Annahme: Solare Tageserzeugung = dreifache Tageslast

Umrichterleistung

gleich Peakleistung

Solarleistung

Sommer-Lastkurve

Abzuführende Leistung

0 Uhr

12 Uhr

24 Uhr

Zuzuführende Leistung


Tatsächlicher Solarleistungsverlauf wie im PLZ-Bereich 52 am 2.6.11 nach SMA

Annahme: Solare Tageserzeugung = dreifache Tageslast

Umrichterleistung

gleich Peakleistung

Umrichterleistung= 0,3 * Peakleistung und mit Speicher

Solarleistung

Sommer-Lastkurve

Abzuführende Leistung

0 Uhr

12 Uhr

24 Uhr

Zuzuführende Leistung


Tatsächlicher Solarleistungsverlauf wie im PLZ-Bereich 52 am 2.6.11 nach SMA

Annahme: Solare Tageserzeugung = dreifache Tageslast

Umrichterleistung

gleich Peakleistung

Umrichterleistung= 0,3 * Peakleistung und mit Speicher

Solarleistung

Sommer-Lastkurve

Abzuführende Leistung

0 Uhr

12 Uhr

24 Uhr

Zuzuführende Leistung


Verminderung der Netzbelastung am 2.6.11 nach SMA

Tatsächlicher Solarleistungsverlauf wie im PLZ-Bereich 52 am 2.6.11 nach SMA

Annahme: Solare Tageserzeugung = dreifache Tageslast

Umrichterleistung

gleich Peakleistung

Umrichterleistung= 0,3 * Peakleistung und mit Speicher

Solarleistung

Sommer-Lastkurve

Abzuführende Leistung

Zuzuführende Leistung

Netzbelastung


Solargenerator am 2.6.11 nach SMA

Einspeisezähler

Umrichter

AC

DC

Speicher

Speicherkapazität ausreichend für

ca. 60 % des höchstmöglichen Solar-Tagesertrages


Solargenerator am 2.6.11 nach SMA

Einspeisezähler

Umrichter

AC

DC

Speicher

Bleibatterien oder andere wiederaufladbare Batterien mit gutem Wirkungsgrad Ca.5 kWh freie Speicherkapazität pro 1kWp Solarleistung


Solargenerator am 2.6.11 nach SMA

Einspeisezähler

Umrichter

AC

DC

Speicher

  • Ca.5 kWh freie Speicherkapazität pro 1kWp Solarleistung

  • 10 Bleibatterien (1kWh)

  • - „VRLA“ Batterie Valveregulatedleadacid (m. Überdruckventil)

  • - Gel-Batterie

  • AGM absortivglassmat (Mit Glasfasergespinst)

  • Bleibatterien sollten nur halb entladen werden, um eine Gebrauchsdauer von 10 Jahren zu erreichen.

  • Dazu Batterieschrank und Laderegler wg. Betriebssicherheit


Solargenerator am 2.6.11 nach SMA

Einspeisezähler

Umrichter

AC

DC

Speicher

Mehrkosten pro kWp

derzeit noch ca. 3000 € ??


Mittags am 2.6.11 nach SMA

Solargenerator

Einspeisezähler

Umrichter

mittags

mittags

Speicher

AC

DC


Solargenerator am 2.6.11 nach SMA

Einspeisezähler

Umrichter

abends

Abends

abends

Speicher

AC

DC


Jede angezeigte kWh erhält die Regelvergütung plus einem am 2.6.11 nach SMASpeicherbonus von 19 ct/kWh

Solargenerator

Einspeisezähler

Umrichter

mittags

mittags

nachts

Speicher

Verbraucher im Haushalt

AC

DC

Haus-anschluss-kasten

Zweirichtungs-

zähler


Jede angezeigte kWh erhält die Regelvergütung plus einem am 2.6.11 nach SMASpeicherbonus von 19 ct/kWh

Solargenerator

Einspeisezähler

Umrichter

mittags

mittags

Der Speicherbonus unterliegt einer jährlichen Degression von 5%

nachts

Speicher

Verbraucher im Haushalt

AC

DC

Haus-anschluss-kasten

Zweirichtungs-

zähler


Solargenerator am 2.6.11 nach SMA

Der Speicherbonus wird auf die Netzgebühren umgelegt, da er der Netzstabilität dient

Einspeisezähler

Umrichter

mittags

mittags

nachts

Speicher

Verbraucher im Haushalt

AC

DC

Haus-anschluss-kasten

Zweirichtungs-

zähler


Solargenerator am 2.6.11 nach SMA

Einspeisezähler

Umrichter

mittags

mittags

abends

Automatische Trennung bei Stromausfall

Speicher

nachts

Haus-anschluss-kasten

Verbraucher im Haushalt

AC

DC

Zweirichtungs-

zähler

Versorgungsnetz


Die Einbindung von Stromspeichern erhöht die Versorgungssicherheit

Solargenerator

Einspeisezähler

Umrichter

mittags

mittags

abends

Automatische Trennung bei Stromausfall

Speicher

nachts

Haus-anschluss-kasten

Verbraucher im Haushalt

AC

DC

Zweirichtungs-

zähler

Versorgungsnetz


Solargenerator Versorgungssicherheit

Die Anlage gewährleistet dem Betreiber eine unterbrechungsfreie Stromversorgung

Einspeisezähler

Umrichter

mittags

mittags

abends

Automatische Trennung bei Stromausfall

Speicher

nachts

Haus-anschluss-kasten

Verbraucher im Haushalt

AC

DC

Zweirichtungs-

zähler

Versorgungsnetz



Änderungen im EEG (Diskussionsvorschlag Versorgungssicherheit )

Drei Alternativvorschläge stehen zur Diskussion

Alternative 1 (Strikte Lösung)

Alternative 2 (Freiwillige Lösung)

Alternative 3 (Freiwillige Staffel-Lösung)


  • Alternative 1 (Strikte Lösung) Versorgungssicherheit

  • Solarstromanlagen mit einem Inbetriebnahmedatum ab 1.6.2013 erhalten die Einspeisevergütung nur, wenn sie mit einem aufladbaren Speicher kombiniert sind und die Einspeisung dieser Kombianlage in das Netz der öffentlichen Versorgung durch eine technische Vorrichtung in ihrer Leistung auf 1/3 der DC-Peakleistung des Solargenerators reduziert ist. Dem Betreiber bleibt es überlassen, ob er die anfallende elektrische Energie teilweise selbst verbraucht oder ob er sie nach Zwischenspeicherung teilweise in das Verteilnetz einspeist.

  • Eine Vergütung des selbst verbrauchten Stromes erfolgt nicht.

  • Der ins Stromnetz direkt oder nach Zwischenspeicherung eingespeiste Strom wird mit 49 Cent/kWh vergütet.

Netzbetreiber sind verpflichtet, bei absehbarer Überlastung ihres Netzes durch die Mittagsspitze aus Solarenergie, eigene Stromspeicher zu integrieren, um die Abnahme, Übertragung und Verteilung des Stroms aus solarer Strahlungsenergie sicherzustellen.


  • Alternative 2 (Freiwillige Lösung) Versorgungssicherheit

  • - Solarstromanlagen, die mit einem aufladbaren Speicher kombiniert sind und bei denen die Einspeisung dieser Kombianlage in das Netz der öffentlichen Versorgung durch eine technische Vorrichtung in ihrer Leistung auf 1/3 der DC-Peakleistung des Solargenerators reduziert ist, erhalten eine zusätzliche Vergütung für den gesamten direkt und indirekt eingespeisten Solarstrom in Höhe von 19 cent/kWh. Diese zusätzliche Vergütung ist durch die Verteilnetzbetreiber zusammen mit der Solarstromvergütung auszuzahlen.

  • Eine Vergütung des selbst verbrauchten Stromes erfolgt nicht.

  • Die Zusatzvergütung wird durch den Verteilnetzbetreiber auf die Netzgebühr umgelegt.

Netzbetreiber sind verpflichtet, bei absehbarer Überlastung ihres Netzes durch die Mittagsspitze aus Solarenergie, eigene Stromspeicher zu integrieren, um die Abnahme, Übertragung und Verteilung des Stroms aus solarer Strahlungsenergie sicherzustellen.


  • Alternative 3 (Freiwillige Staffel-Lösung) Versorgungssicherheit

  • - Solarstromanlagen, die mit einem aufladbaren Speicher kombiniert sind und bei denen die Einspeisung dieser Kombianlage in das Netz der öffentlichen Versorgung durch eine technische Vorrichtung in ihrer Leistung auf einen Bruchteil B der DC-Peakleistung des Solargenerators reduziert ist, erhalten eine zusätzliche Vergütung für den gesamten direkt und indirekt eingespeisten Solarstrom in Höhe von Z cent/kWh nach Tabelle. Diese zusätzliche Vergütung ist durch die Verteilnetzbetreiber zusammen mit der Solarstromvergütung auszuzahlen.

  • Eine Vergütung des selbst verbrauchten Stromes erfolgt nicht.

  • Die Zusatzvergütung wird durch den Verteilnetzbetreiber auf die Netzgebühr umgelegt.

  • Tabelle:

  • Bruchteil B der Peakleistung Zusatzvergütung Z

  • bis einschl. 0,3 19 Cent/kWh

  • über 0,3 bis einschl . 0,4 15 Cent/kWh

  • über 0,4 bis einschl . 0,5 10 Cent/kWh

  • über 0,5 bis unter 0,7 5 Cent/kWh


Zusammenfassung: Versorgungssicherheit

Um Leitungsausbau zu sparen,

Stromspeicher in der Nähe der Solaranlagen

z.B. im Keller


Elektrische Versorgungssicherheit Energie Erzeugen und Speichern gehören zusammen

Solaranlagen, Windanlagen, Kurzzeitspeicher, Langzeitspeicher und Verbraucher gehören zusammen


Im Katastrophenfall: haben wir eine Selbstversorgungs-fähige Energie-Insel

Solaranlagen, Windanlagen, Kurzzeitspeicher, Langzeitspeicher und Verbraucher gehören zusammen


Die bestehenden Übertragungsnetze wollen wir nicht abschaffen. Sie können auch zukünftig beim Ausgleich zwischen Überschuss- und Mangel-Gebieten genutzt werden.

Aber wir brauchen keine neuenFernübertragungsleitungen. Wir setzen auf Windparks, Solaranlagen und Speicher in der Nähe der Verbraucher

Solaranlagen, Windanlagen, Kurzzeitspeicher, Langzeitspeicher und Verbraucher gehören zusammen



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