Speicher aber wo ?

@gerhard75
Ein paar grobe Zahlen für Stützjahre sind ein Weg, an das Problem heranzugehen.

Für das Jahr 2030 nehme ich 200 GWp an PV, davon die Hälfte an Wohnungen.

Bei 40 Millionen Haushalten sind das 2,5 kWp pro Haushalt.

Für die nötige Speicher Kapazität nehmen ich einen Verbrauch von 70 GW an und 80% der 200 GWp über 4 Stunden, das wäre (200*0,8-70)*4=360 GWh oder 9 kWh (360 Millionen kWh durch 40 Millionen Haushalte), wenn die Speicher nur in Haushalten stünden.

Beim Netz nehme ich an, dass der Bestand billig ist und Zubau teuer.

Für den einzelnen Haushalt nehme ich 2,5 kWp*80%=2 kW Erzeugung über 4 Stunden minus 375 Watt mal 2 (tagsüber wird mehr verbraucht), bleiben 1,3 kW an Überschuss. Wenn 1 kW ohne Netzausbau exportiert werden kann, würde 0,3 mal 4 = 1,2 kWh an Batterie Speicher pro Haushalt reichen für Null Verteilnetz Ausbau.

Das Ganze wirkt nur anders, wenn Du als Besitzer einer 24 kWp Anlage mit 37524=9 kWh Verbrauch und 24kWp25%*24Stunden=144 kWh Erzeugung arbeitest und vor allem die eigene Winterlücke mit Wärmepumpe im Kopf hast. 135 kWh Hochvolt Hausspeicher zu Solarteur 1000 Euro pro kWh sind unzumutbare 135000 Euro und damit ist nur der Überschuss von einem Tag gespeichert. Klar denkt man da an saisonale Speicherung.

Wenn man aber über Haushalte mittelt und sagt, mit den 24 kWp hast du noch etwa 9 Haushalte mitversorgt ohne eigene Anlage im Jahr 2030, kommt eine notwendige Speichergröße zwischen etwa 12 kWh (Minimum grob, um Verteilnetz Ausbau zu vermeiden) und etwa 45 kWh (wenn nötiger Speicher pro GWp proportional aufgeteilt wird). Das sind ganz erträgliche Werte, wenn man den Speicher für 200 Euro die kWh bekommt und ein erheblicher Teil der Vergütung am Speicher und nicht allein an den produzierten kWh hängt.

Und wen. Du mit der 24 kWp Anlage gedanklich 9 andere Haushalte mitversorgst, einschließlich deren Warmwasser im Sommer und etwas Elektromobilität und etwas Industrie, dann bleibt da überhaupt nichts übrig für saisonale Speicherung. Man muss nur Gas und Biomasse auf den Winter konzentrieren, also Warmwasser zum Beispiel nicht im Sommer mit Erdgas oder Biomasse machen. Oder mit Biogas KWK Holz trocknen. Das Holz kann ruhig für den Winter getrocknet werden, aber mit Solarenergie und das Biogas, da macht man Biomethan draus und hebt es ebenfalls für den Winter auf.

Mir ist bewusst, dass ein paar der Rechnungen und Zahlen hier sehr aus dem Ärmel geschüttelt sind. Ich finde so Zahlenspiele zur Illustration und für eine erste Abschätzung von Dimensionen hilfreich.

Noch eine Anmerkung zu den 25%. Bei Spotrenewables gucke ich häufig rein. Heute ist Dunkelflaute

Der load factor von Wind liegt bei 5% und von PV bei 2%. Im Jahresschnitt ist Wind bei 20% und PV bei 10%. Im Winter ist Wind sogar gemittelt bei 30%.

Der load factor ist die tatsächliche Erzeugung geteilt durch die theoretisch mögliche, wenn 24 Stunden mit Peak Leistung produziert wird.

1 kWp ist über 24 Stunden = 24 kWh. Heute sind es im Bundesdurchschnitt nur 2% davon, also etwa 0,5 kWh Ertrag pro installiertem kWp an Modulen.

Im Sommer an absolut strahlenden Tagen kann das an die 25% werden, also 6 kWh pro kWp an Modulen.

Einzelne Anlagen können das noch etwas überschreiten.

2 „Gefällt mir“

Der Speicher ist temperaturempfindlich, also in auf der grünen Wiesen neben das Windrad zu setzten leuchtet mir nicht ein.

Mit einer vernünftigen Isolierung, kompakter Bauweise und Abwärmenutzung ist das,das aller aller kleinste Problem

@hger Das muss ich mehrmals lesen !! babe bloss grad nix zeit versuche es am Woende mal nach zu vollziehen....

@ hger

Ich Schätze deine Meinung sehr und ich bin auch froh darüber schon so maches neues von dir gelernt zu haben... auch schadet es sicher nicht wenn man mal mit jemand quatscht wo einem eine andere Sichtweise der Dinge aufzeigt.

Trotzdem erlaube ich mir deine Ausführungen zu Kommentieren!

Ich halte Sie an sich übrigens für ziehmlich richtig......glaube allerdings auch das Sie teilweise an der Lebenswirklichkeit scheitern!!

Bitte die Kommentierungen nicht in Rot!

Danke!!!!!!! :slight_smile:

@carolus Ok alles klar sorry

@gerhard75

Dass so umzustellen, dass der Bauer mit Wärmenetz keine finanziellen Nachteile hat und mitmachen will, ist sicher nicht ganz einfach und wie gut die Politik das hinkriegen wird, dass weiß ich nicht.

Wind variiert unregelmäßiger als PV und kann viele Stunden hintereinander stark sein. Dafür wird Wind nicht auf der niedrigsten Spannungsebene eingespeist und hat ein Winter-Maximum. Bei Wind kann man damit leichter viel Überschuss als Wärme speichern. Wärmespeicher sind deutlich billiger als Batterien, ganz besonders, wenn es um große Speicher geht.

Für Haushalte würde ich jetzt mal davon ausgehen, dass Batterien fast nur in Doppelnutzung für Wind Sinn machen, sprich wenn man die Batterie eh schon hat für PV nutzt man sie zusätzlich für Wind. Wenn die PV Batterie für Wind nicht reicht, weil mal 50 Stunden hintereinander der Wind stark weht (meist im Winter), dann sind Batterien eigentlich zu teuer, um fünf Zyklen im Winter zu fahren, bei denen pro kW Wind 50 kWh Batterie hingesetzt würde. Da sehe ich schon eher große Wärmespeicher als sinnvoll.

@hger Warum sollte ich mit WKA keine Akkuspeicher rentabel oder mit hohen Zyklen fahren können. In Dänemark läuft gerade ein Speicherprojekt mit genau der Zielsetzung. Grundlage für eine Rentabilität sind flexible Einspeisevergütungen.

Nachts beim Verbrauchsdelta/ niedrige Einspeisevergütungen wird der Speicher geladen .

In der morgendlichen Verbrauchspitze ,wenn noch keine PV Leistung vorhanden ist wird der Speicher entladen.

In der hellen Mittagszeit wenn die Pv Leistung ihr Maximum erreicht, wird der WKA Akku ein zweites mal geladen.

In der abendlichen Verbrauchsspitze wenn Pv Leistung langsam zu Ende geht, durchläuft der Speicher den zweiten Zyklus.

Bei dem Versuch in Dänemark (Besitzer der WKA ist ein Freund von mir) geht es vorallem um die Rentabilität.

Das soll jetzt auch keine prinzipielle Kritik sein.

Noch ein paar Worte zu deiner oben aufgemacht Rechnung. Sehr sehr interessant. Das Problem ist aber wie von Gerhard schon erwähnt, das du bei allen Annahmen von Mittelwerten/Durchschnittswerten ausgehst und wir davon weit entfernt sind.

Aber der Ansatz ist mehr als interessant

Ich will nochmal 3 Beispiele aus meinem privaten Umfeld aufzeigen, wo ein Ausbau der Netze auf Niederspannungsebene nicht zu vermeiden ist.

  1. Meine eigene Anlage. Ich wohne dörflich gelegen in einer kleinen Stichstrasse. 8 Einfamilienhäuser und am Ende ein Nebenerwerbslandwirt. Mein Nachbar der Bauer hat einiges an PV und belegt unser Netz. Letzstes Jahr bin ich dazugekommen und das Drama fing an. Netz in der Straße zu klein. Da ich vorne der erste in der Straße bin, haben wir eine Lösung gefunden. Jetzt sitzen hier aber noch 7 Nachbarn mit richtig großen Dachflächen , jetzt mal schnell geschätzt 200-300 kwp. Übrigens alles 100% Süd. Ich weiß nicht wieviel Speicher hier nötig wäre aber völlig ohne Netzausbau wird es nicht gehen.

  2. Mein Chef. Tiefbau Unternehmer auch in ländlicher Lage. Jetzt schon kurz unter 100 kwp PV . Im Sommer ein Hallendach saniert. Ideale Möglichkeit 140 Kwp ost-west zu bauen. Ist am Netz gescheitert und selbst mit Speicher schwierig.

  3. Mein Bruder. Landwirt mit richtig viel Dachfläche. Leider völlige Einzellage. 5 Km bis zur nächsten größeren Einspeisemöglichkeit. Momentan 27 kwp pv. Aber Ausbaumöglichkeit 300-500 Kwp , ich müsste mal messen. Scheitert auch am Netz.

Mir ist bewusst, das es alles Beispiele aus dem ländlichen Bereich sind. Aber so sieht oft die Realität aus und nicht nur die von dir berechneten Einfamilienhäuser

Erinnert irgend wie an Sulzer Diesel die mächtig grosse Schiffsmotoren gebaut hat die irgend wann nicht mehr zu verladen waren, seltsamerweise wollte keiner den Rhein bis nach Winterthur erweitern und die vielen Staustufen bezahlen.

Halt halt....

Nicht das es falsch verstanden wird, ich fordere jetzt nicht den Bau von Staustufen bzw überdimensionierte Niederspannungs Anschlüsse. Es ging um zugegebener Weise extremer Beispiele für mögliche Netzausbau Beispiele oder ungleichmäßig Verteilung von EE Erzeugung. Es gibt nicht nur EFH die noch 1-2 Nachbarn mitversorgen können. Oder sollte ich lieber Beispiele für Windparks und deren Einbindung ins Netz bringen

Mir ging es vor allem um die Abschätzung des Bedarfs an Batteriespeichern.

Da kann man die 200 GWp im Jahr 2030 nehmen und einen Tag mit viel Sonne und da für die Mittagsspitze 160GW-70GW mal vier Stunden abschätzen, also etwa 2 kWh pro kWp, oder 360 GWh

Bei 145 GW Wind (115 Onshore und 30 Offshore) und 100 Stunden mit 80% Auslastung, kommt man auf etwas weniger Überschuss in GW, das aber über viel mehr Stunden, sagen wir mal 36 GW mal 100 Stunden, gibt 3600 GWh.

Das ist zu viel für die von dir schön beschriebene Mehrfachnutzung der Batterie. Mit den 360 GWh kann man ganz viel abdecken, eigentlich alles was Du beschrieben hast und hat noch Reserve.

Stellen wir uns stattdessen 3600 GWh hin, würde ein Großteil dieser Kapazität sehr wenige Zyklen im Jahr sehen. Und für diese wenigen Zyklen sind Batterien eigentlich noch zu teuer.

Mit großen Wärmespeichern, die auf der gleichen Netzebene sind, wie die Windräder und mit billigen Heizstäben arbeiten, können Windüberschüsse, die nur an vielleicht 200 Stunden im Jahr auftreten, das aber in längeren Blöcken, günstiger gespeichert werden, als wenn man auch diese Überschüsse mit Batterien einsammeln würde.

@sarowe1972

Bei ländlicher PV ist mir wichtig, dass die Preissignale stimmen und dann ist es auch in Ordnung, wenn eine mittelgroße PV (400 kWp) nicht gebaut wird, obwohl die billig pro kWp ist.

Wenn die Leitungen 2000 Euro pro kW kosten und lokal auch kein Verbraucher oder komplementärer Einspeiser (Biogas/Wind,) sich den Anschluss teilen kann, setzt man da vielleicht nur 80 kW an Stromleitungen hin, leistet sich 500 kWh an Speicher und akzeptiert 30% Abregelung. Oder man baut eben nicht, wenn an anderen Stellen es unter Einbeziehung der Netzausbau Kosten billiger geht.

Einiges was sinnvoll erscheinen mag, wenn die Netzausbau Kosten in der Betrachtung der Wirtschaftlichkeit effektiv komplett ignoriert werden, sieht unter deren Einbeziehung gegebenfalls völlig unattraktiv aus.

@hger im Prinzip sind wir uns schon einig. Es geht auch nicht darum die gesamte Leistung eines Windparks zu speichern. Aber es scheint mir manchmal sinnvoller Speicher in größeren Einheiten zu bauen und da bietet sich auch ein Windpark an. Auch beim PV oder Windkraft Zubau in dünn besiedelten Gebieten gibt es natürlich wirtschaftliche Grenzen, vorallem aufgrund der Netzausbau Kosten. Deshalb ist es ja in der Gesamtsicht auch so wichtig, auch in Süddeutschland WKA zu bauen.

Ähnlich sehe ich, um auf die ursprüngliche Fragestellung zurück zu kommen, die Situation bei Speichern. Wir werden alle Formen brauchen. Speicherung beim Erzeuger, Speicherung bei Verbrauchern (Großverbrauchern) , Netzbooster unter Aufsicht von VNB/Netzargentur aber auch Wärmenutzung und H2 dürfen wir nicht ausser Betracht lassen. Wir können es uns überhaupt nicht leisten auf eine Art zu verzichten. Dafür haben wir zulange gepennt.

Ganz sicher ist aber auch eine Ertüchtigung unseres Netzes ein zentraler Baustein.

Also ich denke auch das wir um Netzbau nicht umhin kommen teilweise schon alleine wegen der neu zu hinzu kommenden Lasten wie E-autos und Wärmepumpen.

die beschriebene 400 KWP Anlage wäre ein gutes Beispiel wo ein Speicher Sinn machen würde wo wir uns wieder der Eigentlichen Fragestellung näher kommen.
Hier konnte ein Speicher mehr Leistung möglich machen ohne Netzbau und gleichzeitig der nötige Speicherausbau stattfinden.

So grosse PV Anlagen sind Oftmals auf Landwirtschaftlichen Flächen möglich da hier die entsprechenden Dachflächen schon vorhanden sind.

Wenn das am gleichen Standort noch ein Biogasanlage steht könnte das Netz hier fast optimal genutzt werden Bzw. die Kosten für den Netz bau würden sich auf mehr Eingespeiste KW/h verteilen.

Und falls an der Biogase noch ein Wärmenetz angeschlossen ist könnte auch hier eine gewisse Verzerrung der Einspeisung ermöglicht werden.( Die Biogasse muss unter umständen wärme erzeugen auch wenn der Strom gerade nicht wirklich gebraucht wird.

Vielleicht sehen wir auch bei in Zukunft gefallenen Batteriepreisen mobile Batteriespeicher.....sprich der Bauer Fährt einen 300 KW/h Speicher wo auf einem Hänger Montiert ist zum Nächsten grossen Abnehmer und Betriebt dort mit dem Speicher Peak Shaving vorstellen könnte ich mir das so einiges...

( Ich selbst möchte mir einen kleinen Mobilen Speicher bauen mit vielleicht so ca 4 KW/H den Ich Zeitgleich auch als Notstromer Ersatz einsetzen möchte aber durchaus auch mal in der Übergangszeit von meiner 24 KWP Anlage zu mir nach Hause fahren möchte wenn es da in der Übergangszeit eng wird...)

Oder der Bauer Betreibt eine Hoftankstelle für E Fahrzeuge.....Bei Entsprechendem Preis dürften einige hin fahren...

Sowas alles sollte der Markt regeln! Der Markt sollte aber halt auch nicht durch zu viele Regeln die Betreiber in den Verwaltungstot treiben!!

Um bei den 400 kwp zu bleiben. Mein Bruder würde evtl schon gerne. Leider????? läuft seine hochrentable jetzige kleine Anlage noch 8 Jahre mit hoher garantierter EEG Vergütung. Aber mal sehen. Es fehlen insgesamt noch einige Rahmenbedingungen die noch mehr Feuer und Dampf in den EE Ausbau bringen. Ein Speicher für eine 400 kwp Anlage wäre ein ganz schöner Brummer. Aber schauen wir mal.

Bezüglich Wärme ist natürlich bei einer Aussenlage schwierig. Ich habe beruflich einige Fernwärmeleitungen verlegt, bzw den Tiefbau dafür geleitet. Ich bin immer schockiert von den Kosten gewesen. Allein der Tiefbau ist sehr sehr aufwendig, weil die Rohre oft im Graben verschweißt und isoliert werden. Jedenfalls bei großen Dimensionierungen.

Daher fällt auch oft bei vielen Biomasseanlagen die Kraft Wärme Kopplung weg. Auch so ein leidiges Thema von politisch völlig falsch gesetzten Anreizen

Ja 400 KWp sind schon mal eine Hausnummer.... die Frage wäre was kann die Leitung noch die zu Ihm liegt.....hat er einen Mast Trafo wenn er abseits ist ?

Das ist glaub der typische fall den hger meint ....sinngemäß die Anlage wäre nur wirtschaftlich wenn die Allgemeinheit den Netzausbau bezahlt!

Vielleicht könnte er ja auch eine kleinere Anlage Bauen mit nur 70 KWp wäre ja auch schonmal was....

Viele "Heizungslandwirte" bauen ja auch Satelliten BHKWs sprich die Bauen "nur" eine Gasleitung ins nächste Dorf und bauen dann da Ihr Nahwärmenetz.

Aber klar so eine Investition muss man erstmal stemmen können.....

Ohne den speziellen Fall jetzt aufrollen zu wollen. Neue Pv Anlage scheitert momentan daran, das er seine alte EEG Vergütung verlieren würde. Die jetzige Leitung ist auf jedenfall zu klein und eine neue privat zu bauen ist bei mehreren Km natürlich illusorisch. Momentan ist die Beteiligung an einer WKA mit einigen Berufskollegen geplant. Das langfristige Ziel ist natürlich einen Teil des Maschinenparks zu Elektrifizieren. Allerdings ist das in der Landwirtschaft noch schwierig. Sei es drum.

Es sollte ein Beispiel dafür sein, das wir nicht nur EFH mit pv belegen können und das vorhandene Netz nutzen können.