Volle Power, volle Sicherheit

Fabian Kauschke

Verfünffachen könnte sich die installierte Kapazität großer Batteriespeicher in Deutschland in den nächsten zwei Jahren. Das lässt der Bundesverband Solarwirtschaft verlauten. In einem Webinar von Huawei Fusion Solar und ERNEUERBARE ENERGIEN ging es deshalb darum, mit welcher Technologie diese Entwicklung bewältigt werden kann. Maximilian Münnicke, Vertriebsleiter Deutschland bei Huawei Fusion Solar für den Bereich Utility-Scale-Batteriespeicher und Photovoltaik, gibt einen detaillierten Überblick über die aktuellen Entwicklungen des Batteriespeichermarkts. Er erklärt, was die Batteriespeicherplattform der nächsten Generation ausmacht und wie diese auf größtmögliche Sicherheit getestet wird.

Zubauraten steigen stark an

Der Energiebedarf in Deutschland wächst nach Daten der Internationalen Energieagentur (IEA) bis 2040 um rund 50 Prozent und bis 2050 um rund 80 Prozent, beispielsweise durch Wasserstoffelektrolyse oder Elektromobilität. In Deutschland sind im November 2024 rund 16 Gigawattstunden (GWh) an Batteriespeichern installiert. Bemerkenswert: Vor zwei Jahren, im November 2022, waren es erst 6 GWh. Innerhalb von zwei Jahren sind somit rund 10 GWh oder mehr als 60 Prozent der Gesamtleistung hinzugekommen. Der größte Anteil entfällt auf Heimspeicher, aber auch in der Kategorie Großbatteriespeicher sind mittlerweile rund 2 GWh installiert. Ebenso gewinnen Industriespeicher mit einer Leistung von weniger als einer Megawattstunde (MWh) stark an Bedeutung.

„Batteriespeicher sind hochlukrative Investitionen, wenn sie mit dem richtigen Geschäftsmodell angegangen werden“, sagt Maximilian Münnicke. In den letzten Jahren kam bei einer ungefähren jährlichen Zubaurate von 400 MWh der größte Teil aus dem Geschäftsmodell der Innovationsausschreibung (300 MWh). Aktuell gebe es jedoch eine große Planungsleistung in der Projektierung von Arbitrage-Batteriespeichern. Diese nutzen die Preis­unterschiede von Strom aus erneuerbaren Quellen, indem sie Strom einkaufen, wenn er günstig ist, um damit die Speicher zu laden. Genauso strebt das Modell einen Verkauf von Strom zu Tageszeitpunkten mit hohen Preisen an. Somit verwendet Arbitrage den Preisunterschied aufgrund von Volatilitäten. Insbesondere durch den weiteren Ausbau von Solar- und Windenergie werde dieser Markt weiter an Zuwachs gewinnen, so Münnicke. Durch die Zubaurate von zusätzlichen Lasten an erneuerbaren Energien sei außerdem davon auszugehen, dass dieser Markt mittelfristig erhalten bleibt, selbst wenn es eine große Anzahl an Batteriespeichern gibt. Beeinflusst von diesem Geschäftsmodell wurden 2024 rund 760 MWh an Batteriegroßspeichern zugebaut. Die Ausbaugeschwindigkeit werde weiter steigen, sodass 2026 bereits 4 bis 6 GWh installiert werden könnten.

Batteriespeicher sind hochlukrative Investitionen, wenn sie mit dem richtigen Geschäftsmodell angegangen werden.

Performance durch Verfügbarkeit und Ausgleich

Um mit dieser Entwicklung Schritt zu halten, hat Huawei Fusion Solar den Utility Battery Storage 2.0 (Bess 2.0) entworfen. Das Unternehmen hat sich die Frage gestellt, wie man eine Batteriespeicherplattform aufbauen kann, die in allen Geschäftsmodellen ihren Dienst verrichtet und somit alle Aspekte, die das Ergebnis beeinflussen, betrachtet. Das Speichermodell umfasst aktuell eine Kapazität von 4,5 MWh. Jedes der sechs Teilabschnitte (Racks) des Speichers enthält acht flüssigkeitsgekühlte Batteriemodule, die jeweils einzeln angesteuert werden können. Mithilfe des aktiven Ausgleichs (active balancing) befindet sich zudem in jedem Modul immer die gleiche Ladung. Das sorgt dafür, dass die volle Lade- und Entladeleistung gewährleistet werden kann. Darüber hinaus kalibriert sich das System täglich selbst, sodass immer klar ist, wie viel Ladung zur Verfügung steht. Eine manuelle Kalibrierung ist nicht notwendig.

Wichtig für die Leistungsfähigkeit des Speichers ist unter anderem die Round Term Efficiency (RTE). Sie gibt an, wie viel Prozent des gespeicherten Stroms wieder freigegeben werden können. Das System BESS 2.0 erreicht hierbei 90 Prozent, wobei herkömmliche Systeme auf einen Wert von 85 bis 89,5 Prozent kommen. Zudem ist die Verfügbarkeit eine wichtige Kenngröße für die Arbeit des Speichers. Durch die multimodulare Bauart garantiert Huawei eine Systemverfügbarkeit von 99 Prozent.

Neben den Eigenschaften des Speichersystems ist ebenso die technische Einbindung wichtig. Hierbei spielen Wechselrichter eine große Rolle. Angegliedert an den Photovoltaikmarkt verwendet Huawei Fusion Solar seine eigenen Stringwechselrichter. Bei Batteriespeichersystemen ohne eigene Wechselrichter können Kompatibilitätsprobleme aufkommen. Zudem verwenden klassische Speicher häufig Zentralwechselrichter, die durch ihre zentrale Rolle große Lasten tragen müssen und somit anfälliger für Systemausfälle sind.

Sicherheit von der Zelle bis zum Netz

Rund 150 Tests führt die Sicherheitsprüfung von der Batteriezelle bis zur Integration in das Netz durch. Dazu gehört beispielsweise der Nadeltest, der untersucht, dass es bei einem Kurzschluss nicht zur Brandbildung kommt. In einem Überladungstest wird festgestellt, ob die Druckentlastung funktioniert und somit keine Explosionsgefahr bei zu viel Ladung herrscht. Das sind Beispiele für Tests, die durchgeführt werden, um die bestmögliche Sicherheit zu gewährleisten. Für einen verstärkten Schutz verfügt der Batteriewechselrichter über eine zweistufige Architektur, die neben der klassischen AC/DC-Seite eine DC/DC-Seite bereitstellt. Diese stellt sicher, dass das Batteriesystem im Falle einer Überspannung auf der Netzseite entkoppelt wird. 

60 Prozent der Leistung an Batteriespeichern wurden in den vergangenen zwei Jahren installiert

Webinaraufzeichnung

Für einen detaillierten Überblick über den Batteriespeichermarkt und die Lösungen von Huawei Fusion Solar sehen Sie sich hier die Aufzeichnung des Webinars an:
www.events.gentner.de