pv magazine: Warum sind Batterielebensdauer und Batteriealterung nach wie vor ein Thema? Sehen Sie, dass im Markt Batterielebensdauern überschätzt werden?
Andreas Gutsch: Das Thema Batterielebensdauer ist so alt wie die Batterietechnik selbst. Im Hinblick auf Lithium-Ionen-Batterien ist das Thema also circa 30 Jahre alt. Alle Lithium-Ionen Batterien haben technisch grundsätzlich dieselben Wurzeln, Handy- oder Laptop-Batterien sind also prinzipiell artverwandt mit Lithium-Ionen-Batterien für stationäre Speicher oder e-Fahrzeuge. Wir wissen alle aus dem täglichen Leben, dass die Akkus für Laptops Handys nur circa 2 bis 3 Jahre halten. Stationäre Speicher Batterien müssen aber mindestens 10 Jahre, besser 15 oder 20 Jahre halten. In diesen Anwendungen ist das Thema Alterung und Lebensdauer von Batterien daher topaktuell. Es gibt eine erhebliche Anzahl von Produkten im Bereich der stationären Speicher, die die versprochen Lebensdauern kaum oder nur sehr schwer erreichen werden.
Warum?
Gründe, die die Lebensdauer einer Batterie beeinflussen sind unter anderem die Art und Weise, wie Lithium-Ionen-Zellen hergestellt werden, die Verwendung der Rohstoffe und deren Reinheit, die Reinheit der Fabriken, in denen die Zellen gebaut werden, die Luftfeuchtigkeit der Trockenräume, in denen die Coater stehen und wo die Zellen montiert werden. Hier gilt: Je besser die Infrastruktur, Reinheit und Trockenheit der Luft bei der Montage und je besser Qualität der eingesetzten Rohstoffe, desto höher ist am Ende die Lebensdauer der Batterie. Natürlich sind alle diese Faktoren mit Kosten verbunden.
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Haben Sie Fragen an Herr Gutsch?
Er wird im pv magazine Webinar "Batterielebensdauer einschätzen und verlängern" am Donnerstag, 12. Januar 2017, von 16:00 Uhr bis 17:00 Uhr zeigen, welche Faktoren die Lebensdauer beeinflussen und erläutern, wie Solarwatt mit einer daran angepassten Betriebstrategie die Lebensdauer verlängert. Solarwatt ist Initiativpartner dieses Webinars. Fragen können Sie wärend des Webinars per Chatfunktion oder im Vorfeld bei der Anmeldung stellen.
Mehr Informationen und kostenfreie Anmeldung
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Wie unterschiedlich schätzen Sie die Alterung der auf dem Markt befindlichen Batterien ein – etwa bezüglich des Parameters „Kapazität nach 5 oder 10 Jahren“?
Das Alterungsverhalten der Batterien ist sehr unterschiedlich. Es gibt Systeme, die je nach Betriebsbedingung nach 7-10 Jahren vollständig nutzlos sein werden. Andere werden 10-20 Jahre funktionieren.
Wie wirkt sich diese Bandbreite auf den Autarkiegrad aus?
Das kann man so pauschal nicht beantworten. Der Autarkiegrad hängt zunächst von der PV-Erzeugung, vom Lastprofil des Kunden und von der Batteriekapazität ab. Wenn beispielsweise Batterie und Photovoltaikanlage massiv überdimensioniert sind, dann kann es möglich sein, 100 Prozent Autarkie auch dann noch zu erreichen, wenn die Batteriekapazität selbst nur noch 80 Prozent beträgt. Ziel ist es aber, eine Anlage so zu optimieren, dass sie so wirtschaftlich wie möglich arbeitet. Dafür wird heute ein Autarkiegrad von maximal 80 Prozent angestrebt, weil für 100 Prozent Autarkiegrad im Winter die PV-Anlage sehr viel zu groß sein müsste. Wird bei einer initialen Autarkie von 80 Prozent gestartet, dann wird durch die Reduzierung der Batteriekapazität aufgrund von Alterung der Autarkiegrad wie folgt sinken:
100 Prozent Batteriekapazität -> 80 Prozent Autarkie;
80 Prozent Batteriekapazität -> 70 Prozent Autarkie;
60 Prozent Batteriekapazität -> 55 Prozent Autarkie.
Wie hoch ist die kalendarische Lebensdauer von derzeit auf dem Markt erhältlichen Batterien und was ist der Trend für die Zukunft?
Die kalendarische Lebensdauer einer Lithium-Ionen-Batterie hängt extrem davon ab, bei welchem SOC (Ladezustand) die Batterie gelagert wird und bei welcher Temperatur. Wird eine Lithium-Ionen-Zelle bei 50 Grad und 100 Prozent SOC gelagert dann kann sie nach drei Monaten unbrauchbar sein. Wird sie hingegen bei 30Prozent SOC und zehn Grad Celsius gelagert, dann kann sie nach zehn Jahren noch top in Ordnung sein.
Was muss man beim Einbau einer Batterie beachten, damit die Lebensdauer möglichst hoch ist? Was macht Solarwatt, um das sicher zu stellen?
Bei der Solarwatt Batterie ist die Alterung nahezu unabhängig vom Einbauort, solange die Temperatur im Einbauort dauerhaft nicht höher ist als 30 Grad Celsius. Den Rest macht unsere sehr intelligente Software. Sie lernt, wie die Umgebungsbedingungen sind und stellt danach die Betriebsstrategie so ein, dass die Alterung grundsätzlich minimiert wird.
Die schriftlichen Fragen stellte Michael Fuhs
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