Während alle handelsüblichen Heimspeicher in wohltemperierten Innenräumen von Wohngebäuden installiert werden müssen, stellt das KIT eine Lösung für die Speichermontage in Hof, Garten oder Carport vor.
„Die Photovoltaik-Anlage ist auf dem Dach, der Wechselrichter lässt sich draußen installieren, warum nicht also auch den Heimspeicher wetterfest machen und vor die Tür stellen?“ fragt Dr. Olaf Wollersheim, Leiter von Competence E am KIT. „Wir haben unsere Erfahrungen auf dem Gebiet der Entwicklung von Heimspeichersystemen in ein kompaktes und kostengünstiges Design für einen Outdoorspeicher einfließen lassen.“
Das Outdoor-Konzept ermöglicht eine Auslagerung des Speichers aus dem Keller oder Hauswirtschaftsraum nach draußen und spart somit kostbare Flächen im Gebäude, die anderweitig genutzt werden können. Insbesondere erlaubt es die Grünstromversorgung von Wochenend- und Gartenhäusern.
In Langzeitversuchen konnte das KIT nachweisen, dass eine hochwertige Lithium-Ionen-Batterie im wetterfesten Gehäuse sogar im Winter mit nur geringen Einschränkungen der Effizienz, vor allem aber genauso sicher betrieben werden kann wie dieselbe Batterie im Innenbereich. Dieser Aspekt ist besonders wichtig, denn mit dem Sicherheitsleitfaden für Heimspeichersysteme der Herstellerverbände und dem entsprechenden Verweis in den neuen KfW-Förderrichtlinien kann Deutschland ein sehr hohes Sicherheitsniveau vorweisen. Mit dem neuen Konzept eines Outdoorspeichers wird nun jedes Risiko im Haus komplett ausgeschlossen. Somit hat der Fachmann ein weiteres Argument, den Kunden zu überzeugen.
Module überall anbringen
Mehr Wirtschaftlichkeit, optimale Flächennutzung und einfache Montage versprechen neue Befestigungskonzepte des KIT für Photovoltaikmodule. Damit können Photovoltaikmodule beispielsweise als Vordach am Hauseingang montiert werden.
Eine weitere kostengünstige Montagetechnik erlaubt eine senkrechte Montage der Module an der Hauswand, die so vor Sonne und Witterung geschützt ist. „Unsere Forschungsergebnisse zeigen, dass der Energieertrag von Modulen mit extremer Ausrichtung wie bspw. 60° Ost- oder Westausrichtung und einem Neigungswinkel von 60° immer noch bei ca. 79 % liegt, im Vergleich zur üblichen 30°-Südausrichtung“, sagt Nina Munzke, die am KIT die Forschung am Solarspeicherpark koordiniert. „Diesen Ertragsverlust macht man aber dank günstiger Montage, günstigen Modulen und günstigem Heimspeicher zur Eigenstromnutzung in der Gesamtbilanz wieder wett.“ Im Solarspeicherpark des KIT sind mehr als 100 verschiedene Systemkonfigurationen aufgebaut, die sich in der Ost-West-Ausrichtung, Neigung oder in technischen Bauteilen unterscheiden. In dieser Forschungsanlage werden Konzepte zum Einsatz von Lithium-Ionen-Batterien als netzfreundlicher Zwischenspeicher für alternative Energie entwickelt.
Für Mobilheime oder Campingplätze, wo keine Wandflächen zur Verfügung stehen, sieht das Konzept des KIT günstige Modulständer in der Art eines Wäscheständers als Lösung vor.
Heimspeicher auf dem Prüfstand
Die am Markt verfügbaren Lithium-Ionen-Batteriespeicher unterscheiden sich erheblich in puncto Sicherheit, Preis sowie Leistungsfähigkeit und damit letztlich auch in der Wirtschaftlichkeit. In der größten deutschen vergleichenden Studie werden im Rahmen des Projekts SafetyFirst mehr als 20 kommerzielle Heimspeichersysteme hinsichtlich Sicherheit, Qualität und Netzdienlichkeit mit dem aktuellen Stand von Forschung und Technik verglichen.
„Wir prüfen die Systeme auf Herz und Nieren – so werden diese schon nach der Anlieferung inspiziert und nach dem Sicherheitsleitfaden für Heimspeichersysteme bewertet“, erklärt Munzke, Projektleiterin von SafetyFirst. „Danach werden sie in die Testumgebung integriert und Dauertests unterzogen. Anders als bei den bekannten Warentests ist hier aber nicht das Ziel, einen Produktvergleich zu veröffentlichen. Vielmehr werden Abweichungen vom Stand der Technik registriert und als Feedback an die Industrie zurückgegeben. Damit haben die Hersteller die Möglichkeit, ihre Systeme immer weiter zu verbessern.“ Projektpartner sind das Fraunhofer-Institut für solare Energiesysteme in Freiburg und das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoffforschung in Ulm.
Info
Das Projekt
Competence E vereint die wirtschaftlich relevanten Forschungsaspekte vom Batteriematerial bis zum elektrischen Speichersystem auf eine einzigartige Weise. Mit einer offenen Technologieplattform für elektrische Energiespeicher zielt der systemische Ansatz auf industriell anwendbare Lösungen und deren Produktionsverfahren. Damit wird ein wichtiger Schritt in Richtung Energiewende und Klimaschutzziele umgesetzt: eine erhöhte Speicherfähigkeit für stationäre Speicher zum Ausgleich der Fluktuation von erneuerbaren Energien sowie eine Verlängerung der Reichweite von Elektrofahrzeugen zur Erhöhung der Akzeptanz.
Aufbau der Teststände am KIT, mit denen die Sicherheit, Qualität und Netzdienlichkeit von Heimspeichern für Strom aus Photovoltaikanlagen analysiert wird.
Outdoorspeicherlösung des KIT: Die Lithium-Ionen-Batterie im wetterfesten Gehäuse eröffnet neue Einsatzmöglichkeiten.
