Energiespeicher für Eigenheime

Die Dispatch Energy Innovations GmbH hat zusammen mit der Fraunhofer-Gesellschaft einen Energiespeicher für Photovoltaik­module auf Dächern von Einfamilienhäusern entwickelt. Das Modul hat die Größe eines Kühlschranks und heißt „Black Diamond“. Sein Herzstück besteht aus einem Lithium-Polymer-Ionen-Akku. Diesen Akkus trauen die Experten zurzeit unter allen Energiespeichersystemen das wohl größte Zukunftspotential zu. Der Speicher kann genug Energie aufnehmen, um einen Vier-Personen-Haushalt in der Nacht oder an lichtschwachen Tagen mit Strom zu versorgen. Dabei hat er einen Wirkungsgrad von 95 %, das heißt, von der gesamten eingespeisten Energiemenge können 95 % bei Bedarf in das Stromnetz des Haushaltes eingespeist werden.

Gegründet wurde das Unternehmen Dispatch Energy von Dietmar Gruidl, der zuvor bei General Electrics für die Energiesparte und den deutschen Markt verantwortlich war. Bereits während dieser Zeit bemerkte er, dass noch wenig über Medien zur Speicherung von Energie aus Photovoltaikanlagen nachgedacht wurde. Der zweite Geschäftsführer des neu gegründeten Unternehmens ist Physiker und Werkstoffwissenschaftler Dr. Gerold Neumann. Zuvor war Dr. Gerold Neumann Leiter für Batterieentwicklung am benachbarten Fraunhofer-Institut. Seit über zehn Jahren beschäftigt er sich mit chemischen Energiespeichersystemen. Dabei führte er auch Flottenversuche zur Elektromobilität mit VW durch. „Wir haben nichts wirklich neu erfinden müssen, sondern konnten vorhandenes Wissen nutzen“, verrät Dr. Neumann im Gespräch. Er blickt optimistisch in die Zukunft: „Derzeit denkt alle Welt beim Thema Stromspeicher an das Elektroauto mit seinen hochleistungsfähigen Akkumulatoren. Zugleich aber tut sich im Bereich der erneuerbaren Energien ein weiterer riesiger Markt mit enormem Speicherbedarf auf“.

Das System besteht neben dem Lithium-Polymer-Ionen-Akkumulator aus einem Laderegler und einem Wechselrichter. Über den Laderegler erfolgt die Einspeisung von elektrischer Energie in den Akkumulator. Dabei wandelt der Laderegler die elektrische Energie aus der PV-Anlage in die für den Akkumulator geeignete Form um und schützt so vor Überladung. Der Wechselrichter transformiert die Spannung auf 230 V Wechselstrom für den Fall eines Bedarfs im Haus. Lade- und Entladeprozess steuert eine Elektronik.

Hinzu kommt ein Energiemanagementsystem, das Dispatch Energy hinzukauft. Steht zum Beispiel bei niedrigen Stromtari­fen mittags und hoher Sonneneinstrahlung viel Energie zur Verfügung, wird der Akkumulator aufgeladen und kein Strom in das Netz abgegeben. Wenn die PV-Anlage nicht viel Strom produziert, der Strom aus dem Netz vom Tarif jedoch teuer ist, kann der Speicher für elektrische Energie die Stromversorgung übernehmen.

Gewicht und Volumen sind beim in Eigenheimen verwendeten „Black Daimond“ eher unwichtig, meint der Physiker zur gelösten Entwicklungsaufgabe. Im Vordergrund steht eher das Thema Langlebigkeit, denn der Energiespeicher soll ja ähnlich lange wie eine PV-Anlage zur Versorgung mit elektrischer Energie beitragen. Diese wird mit 20 Jahren kalkuliert. In diesem Zeitraum wird der Stromspeicher dann immerhin 7300 Lade- und Entladezyklen durchführen. Mit der Investition können die Betreiber auch die Eigenverbrauchsvergütungen des EEG besser nutzen. Denn, wenn der Strom selbst erzeugt wird, zahlt der Gesetzgeber eine Vergütung. Liegt die erzeugte Strommenge bei einem Anteil unter 30 %, dann sind das 12 Cent/kWh. Bei über 30 % sind es 17 Cent/kWh. Der „Black Diamond“ speichert Energie und erhöht somit den Anteil an selbstproduzierter Energie.

Die Speichersysteme sind nach einem Baukastenprinzip aufgebaut. Bislang sind die Lithium-Polymer-Akkumu­la­toren in der Größenordnung von 3,5 und 5,0 kWh erhältlich. „Zur­zeit ist die Nachfrage riesig und es gibt eine Nachfrage nach Pro­duk­tionskapazitäten, auch wegen des Atomausstieges“, meint Dr. Gerold Neumann. Im Herbst des Jahres will das Unternehmen mit der Pro­duktion beginnen. Weitere Anwendungsmöglichkeiten sieht Dispatch Energy im Bereich der Hybrid-Busse im Nahverkehr sowie bei containergroßen Anlagen im Bereich des Windstromes. Bei Starkwind könnten sie Lastspitzen abfangen, die sonst im Stromnetz zu Schwankungen führen könnten. Interessant ist das auch für Länder, deren Energieversorgungsnetz instabiler als das europäische ist – beispielsweise in den USA.