Optimierte Fahrweise durch ein übergeordnetes Energiemanagementsystem
Batteriespeicher sind ein zentrales Instrument der Flexibilität. (Quelle: Phoenix Contact)
BESS beinhalten ein breites Spektrum an Komponenten verschiedener Kategorien. (Quelle: Phoenix Contact)
Die wirtschaftliche Verwendung eines stationären Batteriesystems hängt von einigen grundlegenden Faktoren ab, unter anderem einer geeigneten initialen Dimensionierung von Leistung und Kapazität. Sollte sich im Verlauf der Nutzung eines solchen Batteriespeichers die Sinnhaftigkeit herausstellen, mehr Leistung und/oder Kapazität hinzuzufügen, kann dies bei modularen Speichersystemen häufig erweitert werden. Gleichwohl finden mit hoher Dynamik weitere Entwicklungen im Bereich der Batterietechnologie, im Wesentlichen der Zellchemie, statt, sodass auch zusätzliche Batteriesysteme als Ergänzung nutzbringend sein können.
Obgleich Hersteller von Speichersystemen Sorge dafür tragen, dass kritische Leistungsgrenzen eingehalten und lebensdauerverkürzende Füllstände nicht unter oder überschritten werden, kann eine weitere Beschränkung durch ein übergeordnetes Energiemanagementsystem (EMS) sinnvoll sein. Das EMS wirkt sich auf die Lebensdauer eines BESS prinzipiell verlängernd aus. Neben Alterungseffekten der Zellchemie resultiert die langfristige Verfügbarkeit eines Speichersystems in hohem Maße aus der Qualität aller im System eingesetzten Komponenten. Ein Großspeicher beinhaltet dabei ein großes Produktportfolio – angefangen von der Batterieverbindungstechnologie über die ganze Bandbreite der Automatisierungstechnik bis hin zu hochwertigen Netzwerklösungen und einer IT-sicheren Ankopplung des Systems an ein übergeordnetes EMS.
Zwar kann ein BESS typisch von sich aus in einen definierten Betriebsmodus für einen dezidierten Verwendungszweck versetzt werden. Letztlich entfaltet sich die optimale Wirkung in einem Energiesystem allerdings nur dann, wenn das BESS in ein übergeordnetes Energiemanagementsystem integriert wird. Schließlich ist lediglich auf dieser Ebene bekannt, welche Stellgrößen im Energiesystem vor Ort vorhanden sind und wie eine optimale Betriebsweise aus ganzheitlicher Perspektive eingestellt werden kann. Nur so lassen sich mehrere Einsatzzwecke eines BESS dynamisch an die äußeren Bedingungen bestmöglich anpassen und die Restriktionen konkurrierender Nutzungszwecke zugleich berücksichtigen. Der Lohn ist die wirtschaftlich optimierte Fahrweise des BESS unter Ausnutzung der vollen Flexibilität, die ein solches System grundsätzlich mit sich bringt.
Modulare Erweiterung von Kapazität und Leistung
Zusammenfassend bleibt festzustellen, dass die Verwendung eines zentralen Batteriespeichers hilft, Kosten einzusparen und die Nachhaltigkeit des Betriebs zu verbessern. Generell gilt: Es sollte Wert auf eine richtige Dimensionierung des Batteriespeichersystems gelegt werden. Hierbei ist zu beachten, dass die Lade und Entladeleistung von der Kapazität indirekt abhängig sind. Sinnvollerweise fällt die Wahl auf ein System, das bestenfalls in beide Dimensionen (Kapazität und Leistung) modular erweitert werden kann. Als unabdingbar für eine ganzheitliche Optimierung eines Energiesystems erweist sich ein unabhängiges Energiemanagementsystem zur Koordination und Steuerung sämtlicher Flexibilität, insbesondere der des zentralen Energiespeichers. Lediglich auf diese Weise kann dieser seine Wirkung optimal entfalten.
Weitere Verbesserungen durch Natrium-Ionen-Batterien
Für die Verwendung von BESS im stationären Umfeld von Gewerbe und Industrie zeigt sich die Leistungs- und Energiedichte in der Regel als nicht so relevant. Wichtiger ist vielmehr die Wirtschaftlichkeit. Auf der Kostenseite kommt dabei der eingesetzten Zellchemie eine besondere Bedeutung zu. Vor allem im stationären Bereich sind Speichersysteme auf Basis von Lithium-Eisenphosphat vollkommen ausreichend und in puncto Kosten und Nachhaltigkeit den Lithium-Ionen-Speichern mit Nickel, Kobalt und Mangan überlegen. In der nahen Zukunft deuten sich weitere Verbesserungen durch Natrium-Ionen-Batterien an, die zusätzliches Kostensenkungspotenzial versprechen und eine noch bessere Ökobilanz aufweisen. Sie nutzen in der Zellchemie statt Lithium kostengünstig und uneingeschränkt verfügbares Natrium. Ebenso benötigen die Natrium-Ionen-Batterien in den meisten Varianten weder teures Nickel noch Kobalt. Insbesondere letzteres steht obendrein bezüglich der Abbaubedingungen stark in der Kritik.