Die unterschiedliche Ausrichtung der Solarmodule soll helfen, für verschiedene Lastprofile das ideale Anlagendesign zu finden.
Foto: Karlsruher Institut für Technologie

KIT weiht Solar-Speicher-Park mit 100 Prozent Eigenverbrauch ein

10. Juli 2014 | Forschung und Entwicklung, Topnews

Am Freitagnachmittag wird das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) einen Ein-Megawatt-Solarpark mit mehreren Speichersystemen zu Forschungszwecken auf dem Campus Nord des KIT-Geländes in Leopoldshafen einweihen. Der dort erzeugte Solarstrom wird nicht eingespeist sondern zu 100 Prozent vom Forschungsinstitut selbst verbraucht. pv magazine hat nachgefragt, wie das Konzept funktioniert.

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Der Solarpark mit einer Leistung von einem Megawatt und integrierten Stromspeichern mit einer Gesamtkapazität von 100 Kilowattstunden wird am Freitagnachmittag an das Stromnetz des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) angeschlossen. Das Projekt dient in erster Linie der Forschung. Die Wissenschaftler wollen unter anderem Steuer- und Regelalgorithmen untersuchen und entwickeln, mit denen PV-Speichersysteme so betrieben werden können, dass sie netzdienlich und zugleich rentabel sind. Dabei geht es zum Beispiel darum, möglichst wenig Überschussstrom ins Netz einzuspeisen und möglichst wenig Strom aus dem Netz zu beziehen.

Der Solarpark besteht aus 102 Teilanlagen mit jeweils zehn Kilowattpeak Leistung. Die Teilanlagen sind dabei nach unterschiedlichen Himmelsrichtungen ausgerichtet und haben auch unterschiedliche Neigungswinkel. Damit will das KIT studieren, welche Kombination von Teilanlagen ideal wäre, um bestimmte Lastprofile zu bedienen, auch wenn die Lastspitze zum Beispiel schon morgens oder erst am späten Nachmittag auftritt. „Wir können mit Leistungselektronik verschiedene Lastprofile simulieren“, sagt Olaf Wollersheim, Projektleiter am KIT. „Das kann zum Beispiel eine Wohnsiedlung sein, genauso wie ein Gewerbebetrieb mit entsprechend charakteristischem Lastprofil.“

PV-Speicher sinnvoll regeln

Bisher sind drei unterschiedliche Speichersysteme auf Lithium-Ionen-Basis mit einer Gesamt-Speicherkapazität von rund 100 Kilowattstunden im Solarparkt integriert. „Gemessen an der Ein-Megawatt-Photovoltaikanlage ist das für viele Anwendungen zu wenig“, räumt Wollersheim ein. In Zukunft soll die Anlage daher um weitere Speichersysteme erweitert werden. Bis zu 18 verschiedene Stromspeicher könnten an den Park angeschlossen werden.

Einen PV-Stromspeicher so zu steuern, dass er gleichzeitig netzverträglich und wirtschaftlich arbeitet, ist nach Aussage von Wollersheim nicht trivial. „Die meisten Heimspeicher haben eine relativ simple Steuerung. Sobald Überschuss-Energie vorhanden ist, wird diese in den Speicher geladen. Wenn man aber Erzeugungsspitzen kappen will, muss man zum Beispiel auch darauf achten, dass der Speicher noch Energie aufnehmen kann, wenn die Erzeugungsspitze auftritt.“ Daher müssten auch Prognosen für die zu erwartende Stromerzeugung und den Stromverbrauch berücksichtigt werden. Wird dies nicht getan, könne sich das auch negativ auf die Netzstabilität auswirken.

Mit Forschung Geld sparen

Der Photovoltaik-Speicher-Park dient dem KIT nicht nur zu Forschungszwecken. „Der schöne Nebeneffekt ist, dass diese Forschungsanlage dem Institut auch Geld spart“, meint Wollersheim. „Die Photovoltaik-Anlage ist hochwirtschaftlich. Wir können selbst den reduzierten Großkunden-Gewerbestromtarif, den das KIT mit dem Energieversorger ausgehandelt hat, deutlich unterbieten. Die Anlage produziert Strom für weniger als sieben Cent pro Kilowattstunde.“ Dafür habe man allerdings auch hart mit den Lieferanten verhandelt und diese hätten sicherlich berücksichtigt, dass es sich um ein wissenschaftliches Vorzeigeprojekt handelt.

Eine staatliche Einspeisevergütung bekommt das KIT nicht, da der Strom nicht eingespeist, sondern zu 100 Prozent vom KIT selbst verbraucht wird. „Der Energieverbrauch auf dem Campus Nord ist ziemlich hoch. Das Gelände hat die Ausmaße einer Kleinstadt“, sagt Wollersheim. „Da laufen sehr viele wissenschaftliche Experimente, die das ganze Jahr lang rund um die Uhr mit Strom versorgt werden müssen.“ Daher liege der minimale Strombedarf auf dem Campus Nord rund ums Jahr bei ungefähr acht Megawatt. „Wir könnten also acht dieser Anlagen bauen und würden immer noch 100 Prozent Eigenverbrauch erreichen.“ (Mirco Sieg)

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Johannes Bergkamp aus Würzburg | http://www.innostrom.de

Dienstag, 22.07.2014 12:39

Im Artikel wird das Abschneiden von Erzeugungsspitzen angesprochen, obwohl weiter unten erklärt wird, dass alles komplett verbraucht werden kann(100% Eigenverbrauch). Logischer erscheint mir die Batterie [...]

Norbert Gorgas aus braunschweig

Dienstag, 15.07.2014 11:25

Sie sind Körperschaft des öffentlichen Rechts des Landes Baden-Württemberg. Frage: Unterliegen Sie den Regularien der Auschreibungsmodalitäten nach VOB? Wenn ja, müßten Sie die PVA - Investition [...]

Jürgen Wanninger aus Bad Wörishofen

Montag, 14.07.2014 14:36

@ Heinrich Steuber: 'Die 'fossilen Dreckschleudern' sichern Ihnen Ihre Stromversorgung und Ihren Wohlstand! Ein Speicher der 'Größen'-Ordnung von 100 kWh wie hier beschrieben, reicht gerade, um bei [...]

Heinrich Steuber aus Windhoek | http://www.soltec.com.na

Montag, 14.07.2014 12:59

Sehr interessant, freue mich auf die weiteren Veröffentlichungen! Wenn die recht kleinen Batteriekapazitäten reichen um die Nicht-Sonnenstrom-Zeiten zu überbrücken, können hoffentlich bald weitere [...]

Jürgen Wanninger aus Bad Wörishofen

Freitag, 11.07.2014 21:55

Die Anlage produziert Strom für weniger als sieben Cent pro Kilowattstunde. Ach ja? Auch nachts, wenn die Experimente rund um die Uhr laufen? Wo kommen die 8 MW denn her, wenn es nachts oder bewölkt [...]

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Kommentare 1 - 8 von 8

Johannes Bergkamp aus Würzburg | http://www.innostrom.de

Dienstag, 22.07.2014 12:39

Im Artikel wird das Abschneiden von Erzeugungsspitzen angesprochen, obwohl weiter unten erklärt wird, dass alles komplett verbraucht werden kann(100% Eigenverbrauch). Logischer erscheint mir die Batterie zum Abschneiden von Leistungsspitzen im Bezug zu sein. Hier gibt es bereits interessante Lösungen das Gesamtsystem noch wirtschaftlicher zu machen.
Der Ansatz ist jedenfalls richtig, die Anlage nicht nur noch nach maximalem Ertrag auszurichten, sondern nach benötigtem Lastprofil des eigenen Verbrauchs.

Norbert Gorgas aus braunschweig

Dienstag, 15.07.2014 11:25

Sie sind Körperschaft des öffentlichen Rechts des Landes Baden-Württemberg. Frage: Unterliegen Sie den Regularien der Auschreibungsmodalitäten nach VOB? Wenn ja, müßten Sie die PVA - Investition dem öffenlichen Wettbewerb ausgesetzt haben oder nicht?

Jürgen Wanninger aus Bad Wörishofen

Montag, 14.07.2014 14:36

@ Heinrich Steuber:

'Die 'fossilen Dreckschleudern' sichern Ihnen Ihre Stromversorgung und Ihren Wohlstand! Ein Speicher der 'Größen'-Ordnung von 100 kWh wie hier beschrieben, reicht gerade, um bei einem Ein-Familien-Haus mit üblicher Dachanlage z.B. 6 kWp bei vollgefülltem Speicher im Dezember die Stromversorgung für genau 1 Woche aufrechtzuhalten. Danach gibt es entweder 'nen kalten Popo oder eben Strom von den Dreckschleudern. Ein modernes Kohle-Kraftwerk wie Hamburg-Moorberg schleudert übrigens überhaupt keinen Dreck - ganz anders als die PV-Produktion in China. Und Kohlestrom ist bedarfsgerecht. Wieviel extreme Umweltgifte bei einer vollwirksamen Batteriepufferung des Solarstroms wohl zusammenkämen?

Heinrich Steuber aus Windhoek | http://www.soltec.com.na

Montag, 14.07.2014 12:59

Sehr interessant, freue mich auf die weiteren Veröffentlichungen!
Wenn die recht kleinen Batteriekapazitäten reichen um die Nicht-Sonnenstrom-Zeiten zu überbrücken, können hoffentlich bald weitere fossile Dreckschleudern still gelegt werden!

Jürgen Wanninger aus Bad Wörishofen

Freitag, 11.07.2014 21:55

Die Anlage produziert Strom für weniger als sieben Cent pro Kilowattstunde.

Ach ja? Auch nachts, wenn die Experimente rund um die Uhr laufen? Wo kommen die 8 MW denn her, wenn es nachts oder bewölkt ist. Aus Philipsburg womöglich? Ts ts ts. Dann lassen Sie sich mal bis 2021 was einfallen, sonst gehen Eure Solar-Lichter aus.
Wieviele Euro kostet Ihr Strom denn pro kWh, wenn sie der Anlage einen adäquaten Stromspeicher verpassen, damit Solarstrom netztauglich wird? Aber sein Sie beruhigt. Im Karlsruhe gibt es ja noch ein großes Kohle-Kraftwerk und da kommt bestimmt noch ein Schröder-Putin-Gaskraftwerk dazu. Ohne grundlasttaugliche Stromerzeuger geht es nämlich nicht.

Johann Christl aus Arnschwang | http://www.BD-Solar.de

Freitag, 11.07.2014 21:19

Ich habe Herrn Wollersheim in dem Artikel so verstanden, dass es bei den sieben Cent nicht um die PV-Anlage geht, sondern um die Strom-Speicher.
Hier wäre natürlich interessant, auf welchem technischen Niveau sich die Speicheranlagen befinden, Blei oder Lithium, mit BMS, welche Wechselrichter, AC oder DC, usw.
Ich würde gerne auch eine unserer individuellen, innovativen Anlagen für das Forschungsprojekt anbieten.
Wir haben nichts von der Stange, sondern bieten individuelle Lösungen, wobei wir Blei-Akkus nur in Notfällen anbieten, ansonsten LiFeMnPo4!
Über die Politik mache ich mir schon lange keine Gedanken mehr.
Grüße,
Johann Christl

Jürgen Wanninger aus Bad Wörishofen

Freitag, 11.07.2014 21:17

1 Megawatt PV-Anlage mit 100 kWh Speicher. Das ist ja wohl die Lachnummer schlechthin! Irgendwelchen ökonomischen Sinn macht so eine Anlage wohl kaum. Sie dient einfach nur zur Weiterverblödung der Bevölkerung hinsichtlich der längst gescheiterten Energiewende!

Ein 1 MW Solarpark dürfte so an die 1000 MWh Strom im Jahr produzieren. Über 90% dieser Strommmenge werden prinzipbedingt allerdings nur zwischen März und Oktober und auch nur zur um die Mittagszeit +/- 2 Stunden erzeugt. So ist das mit Solarstrom eben. Allein im Winter läuft über die drei dunklen Monate eine Fehlmenge vom rund 300 MWh auf. Der Speicher sollte also mal auf das 3000fache vergrößert werden, damit die Anlage zur Eigenversorgung taugt. Was das wohl kostet? Und wieviel Energie da vorher 'vernichtet' wird, damit der angeblich 'grüne' Strom hinterher überhaupt nutzbar wird?

Es lebe die Verblödung der Bevölkerung. Solarstrom ist ökologisch und jedes Jahr am 24. kommt der Weihnachtsmann und bringt die Geschenke.

Martin, Prof.Dr. Spülbeck aus Senden | http://www.innovia-online.de

Freitag, 11.07.2014 08:13

Freut mich sehr, dieses hier zu lesen!
Das stimmt: PV-Anlagen produzieren wirklich deutlich unter 8 €Ct./kWh, betrachtet auf "nur" 20 Jahre.
Betrachtet man einen etwas längeren Zeitraum, bspw. 25 oder 30 Jahre, dann liegen die echten LCOE nochmals etwas darunter. (=> www.reniva.de turn-key PV-Kraftwerke mit um die 2-4 MWp in Deutschland, Stand Juni 2014)
Ich verstehe nicht, warum diese Tatsachen nicht in die Köpfe der verantwortlichen Politiker und deren Berater nicht hinein wollen.
Liegt´s an der Klientel-Politik, die zumindest einigen dieser Personen durchaus berechtigt vorgeworfen werden kann, oder sind die schlichtweg zu dumm, das zu kapieren ?
7-8 €Ct/kWh und das ohne CO2-Emission, ohne versteckte Nebenkosten (Endlager, Klimaschäden, etc.) und ohne steigende Brennstoffkosten!
Jetzt benötigen wir "nur" noch kostengünstige Speicher (z.B. Pumpspeicherkraftwerke mit um die 5 €Ct./kWh an Gesamtkosten), dann wäre die prinzipielle Unabhängigkeit von Kohle, Atom, Öl und Gas gegeben und auch weltweit exportierbar - nutzen wir diese Chance!
Bitte teilen Sie das mal ihrem Bundestagsabgeordneten mit.
Vielen Dank für´s Mitwirken an der Energie-Wende in Bürgerhand!
Viele Grüße,
Martin Spülbeck

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