Zum Erreichen der Pariser Klimaschutzziele und zur Stabilisierung des globalen Temperaturanstiegs auf 1,5 °C gilt es die Dekarbonisierung des Energiesektors aufgrund der noch verbleibenden CO2-Budgets spätestens bis 2040 abzuschließen. Hierzu muss der Zubau von Anlagen zur Erzeugung und Speicherung regenerativer Energien deutlich beschleunigt werden. Ohne die zeitnahe Errichtung dezentraler Speicherkapazitäten wird das Stromnetz nicht in der Lage sein, einen stark forcierten Zubau von Photovoltaik (PV)-Anlagen zu verkraften.
In Deutschland wurden bislang mehr als 60.000 netzgekoppelte Photovoltaik (PV)-Anlagen in Kombination mit Batteriesystemen zur Stromversorgung von Gebäuden errichtet. Derzeit wird bereits jede zweite PV-Anlage im Wohngebäudebereich in Verbindung mit einem Batteriespeicher installiert. Aufgrund der rasanten Marktentwicklung blieb in den vergangenen Jahren die Optimierung der Energieeffizienz während der Entwicklung der PV-Batteriesystemlösungen bei vielen Herstellern außer Acht. Für Endkunden, Installateure und Planer ist es aufgrund fehlender Effizienzkennwerte nicht möglich, die Produkte verschiedener Anbieter zu vergleichen und diese hinsichtlich ihrer Energieeffizienz zu bewerten. Auswertungen von realen Betriebsdaten und Labormessungen zeigen, dass ein Großteil der am Markt erhältlichen Produkte erhebliche Effizienzeinbußen mit sich bringt.
Mit dem geplanten Vorhaben wird das übergeordnete Ziel verfolgt, die Energieeffizienz von PV-Batteriesystemen vergleichbar zu machen und Verbesserungspotenziale zur Reduktion der Speichersystemverluste aufzuzeigen. Dadurch soll die durch den Betrieb der PV-Batteriesysteme erzielte Umweltentlastung sowie deren CO2-Einsparungspotenzial weiter verbessert werden.
In einem ersten Schritt gilt es im Rahmen des geplanten Vorhabens ein simulationsbasiertes Verfahren zur Bewertung der energetischen Performance von PV-Batteriesystemen zu entwickeln. Zunächst liegt daher der Fokus auf der Entwicklung von offenen und frei verfügbaren Simulationsmodellen zur Abbildung des Betriebsverhaltens der unterschiedlichen Systemtopologien. Des Weiteren soll ein standardisierter Simulationstest entworfen werden, der einen Vergleich der unterschiedlichen Systemkonzepte unter identischen Bedingungen ermöglicht.
Einen weiteren Schwerpunkt des Vorhabens stellt die Entwicklung einer neuen Kennzahl zur Bewertung der Energieeffizienz von PV-Batteriesystemen dar, die erstmals den Vergleich der unterschiedlichen Systemtopologien erlaubt. Darauf aufbauend sollen mit der Kennzahl eine Auswahl von Produkten bewertet und Handlungsempfehlungen zur Verbesserung der jeweiligen Systemeffizienz abgeleitet werden. Die Bewertungsmethodik stellt die Grundlage für ein Energieeffizienzlabel für PV-Batteriesysteme dar, das abschließend im Rahmen des Vorhabens entwickelt werden soll. Auf diese Weise soll über das Projekt hinaus die Transparenz im Hinblick auf die Speichereffizienz der unterschiedlichen Produkte verbessert und die mit der Solarstromspeicherung verbundenen Verluste minimiert werden.

• Prof. Dr.-Ing. Volker Quaschning (Projektleitung)

• Dr.-Ing. Johannes Weniger (Projektmitarbeiter_in)

Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU)

Projektförderung

http://pvspeicher.htw-berlin.de/