Energiespeicherung in dezentralen Energieanwendungen: 5 zentrale Überlegungen
Unser Stromnetz wird dezentraler und nachhaltiger als je zuvor. Batterie-Energiespeicher sind eine wichtige technologische Komponente, um unsere Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern und eine CO2-arme Zukunft zu gestalten. Ohne diese Technologie ist der Wandel nicht möglich. Durch Energiespeicher werden Mikronetze, CO2-neutrale Gebäude und lokale erneuerbare Energiequellen möglich gemacht.
Eine dezentrale Energieressource (DER) ist ein Stromerzeugungssystem, das mehrere kleinere Anlagen nahe beim Verbrauchsort umfasst, anstelle eines zentralen Kraftwerks und eines Verteilungsnetzes. Eine DER wird auch als dezentrales Energienetz bezeichnet. DER spielen eine wichtige Rolle bei der Umstellung auf sauberere Energiesysteme, da Unternehmen und Endverbraucher Energieerzeugungsmöglichkeiten auf ihren Privat- und Unternehmensgrundstücken errichten.
Es gibt grundlegende Unterschiede zwischen traditioneller Energie aus fossilen Rohstoffen und erneuerbaren Energien, die bei der Nutzung von DER zum Einsatz kommen. Wind- und Solarenergie sind vom Auftreten von Wind und Sonnenschein abhängig, während zentralisierte, nicht erneuerbare Energiequellen wie Kohle immer dann verbrannt werden können, wenn Strom benötigt wird.
DER werden durch Energiespeicher möglich
Energiespeicherung ist in dezentralen Energiesystemen von entscheidender Bedeutung, um Energieerzeugung und Stromverbrauch zeitlich zu trennen. Mithilfe von Energiespeichern können Verbraucher, die mit DER-Systemen, wie Solardachanlagen arbeiten, Strom erzeugen, wenn es sonnig ist, und ihn später zur Zeit des maximalen Energieverbrauchs am Abend bereitstellen.
Folglich spielen Energiespeichersysteme eine entscheidende Rolle, um die Ziele im Bereich saubere Energie voranzubringen. Sie ermöglichen dabei eine bessere Nutzung erneuerbarer Energiequellen und verbessern gleichzeitig die Netz- und Preisstabilität.
Wichtige Überlegungen zur Implementierung von Energiespeichern
Die Internationale Organisation für erneuerbare Energien schätzt, dass bis 2050 90 % des weltweiten Stroms aus erneuerbaren Energien stammen könnten. Dies erfordert eine massive Steigerung der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien. Es gibt jedoch einige wichtige Überlegungen, die bei der Implementierung von Energiespeichern zu beachten sind:
Reduzierung des Platzbedarfs: Angesichts des begrenzten Platzbedarfs in verschiedenen Anwendungen wie Netzinstallationen, Ladestationen für Elektrofahrzeuge und Gewerbe- und Wohngebäuden ist es von entscheidender Bedeutung, den Platzbedarf von Energiespeichersystemen zu reduzieren. Dazu gehört die Optimierung von Technologie und Design zur Maximierung der Speicherkapazität bei geringerem Platzbedarf.
Unterstützung der Infrastruktur: Energiespeicher-Installationen erfordern eine angemessene infrastrukturelle Unterstützung, um die Batterien und die zugehörigen Komponenten nutzen zu können. Dazu gehören Überlegungen für Kühlsysteme, elektrische Anschlüsse und strukturelle Unterstützung zur Verbesserung von Betriebseffizienz und Sicherheit.
Skalierbarkeit: Die Fähigkeit, Energiespeichersysteme bedarfsgerecht zu skalieren, ist entscheidend, insbesondere in Anwendungen, in denen Wachstum zu erwarten ist, wie z. B. Mikronetze und Ladestation für Elektrofahrzeuge. Modulare Designs, die eine einfache Erweiterung oder Nachbildung der Speicherkapazität ermöglichen, können zukünftige Anforderungen effektiv erfüllen.
Einhaltung gesetzlicher Vorschriften: Die Einhaltung der gesetzlichen Standards und Richtlinien in Bezug auf Sicherheit, Umweltauswirkungen und Netzanbindung ist von wesentlicher Bedeutung. Für eine erfolgreiche Umsetzung ist es essenziell, dass die Anlagen alle relevanten Vorschriften und Standards erfüllen.
Kosteneffektivität: Zur Beurteilung der Gesamteffizienz von Energiespeicherlösungen müssen die Anfangskosten und Wartungskosten gegen potenzielle Einsparungen und/oder neue Geschäftsmöglichkeiten durch verbessertes Energiemanagement abgewägt werden. Die Errichtung von Anlagen, die über ihren Lebenszyklus hinweg eine günstige Rendite bieten, ist der Schlüssel für eine weitreichende Akzeptanz.
Technologien zur Unterstützung dieser Überlegungen
Wer Energiespeicher in dezentralen Netzanwendungen implementieren möchte, muss die richtigen Technologien finden. Obwohl die Anforderungen je nach Größe einer Installation unterschiedlich sein können und viele OEMs komplette Systeme verkaufen, beeinflusst die Leistung der folgenden Technologien die Leistung von Energiespeichersystemen als Ganzes.
Kühltechnologie: Um Leistung und Sicherheit zu gewährleisten, müssen die Batterien gekühlt werden. Je nach Leistungsdichte der jeweiligen Installation werden in Energiespeichersystemen zahlreiche Kühltechnologien eingesetzt. Für viele Systeme ist eine Klimaanlage eine gute Lösung. Die Luftkühlung wird effizienter, und viele Unternehmen versuchen, die verwendeten Kältemittel umweltfreundlicher zu machen. Bei größeren Installationen oder Anwendungen mit höherer Energiedichte ist die Flüssigkeitskühltechnologie, bei der gekühlte Flüssigkeitsleitungen die Wärme von den Batterien zu einem Kühler ableiten, aufgrund ihrer hervorragenden Effizienz und Effektivität die beste Option.
Flexible Leiter wie Stromschienen oder Geflechte können die Integration von Energiespeichersystemen in engen Räumen erleichtern, da enge Biegeradien möglich sind. Diese Lösungen sorgen im Vergleich zu herkömmlichen Kabel- und Laschensystemen für eine einfachere Installation und einen geringeren Platzbedarf.
Fortschrittliche Batterietechnologie ist die Grundlage für Energiespeichersysteme. Aufgrund ihrer hohen Energiedichte, Skalierbarkeit und relativ langen Lebensdauer werden häufig Lithium-Ionen-Akkus verwendet. Die Lithium-Eisenphosphat-Technologie ist weit entwickelt und trägt dazu bei, die Energiegesamtkosten (TCOE) für Nutzer von Energiespeichern zu senken.
Moderne Materialien: Die Entwicklung von modernen Materialien und Umweltschutzmaßnahmen, wie z. B. leichte und langlebige Gehäusematerialien, zuverlässige Dichtungs- und Gehäusedesigns, thermische Kabelbeschichtungen, feuerbeständige Materialien und raucharme, halogenfreie Isolierung, trägt zur Sicherheit, Effizienz und Langlebigkeit von Energiespeichersystemen bei.
Die Nachfrage nach Energiespeichern wird weiter steigen, da die staatlichen Investitionen in die Infrastruktur weltweit zunehmen, Mikronetze immer häufiger zum Einsatz kommen und Elektrofahrzeuge sich zunehmend durchsetzen.
Die Reduzierung des Platzbedarfs bei gleichzeitiger Gewährleistung von zuverlässigem Umweltschutz, Flüssigkeitskühlung und effizienter elektrischer Verteilung und Erdung für Energiespeichersysteme wird eine Herausforderung für Batteriemodulhersteller, Energieunternehmen, Geschäftsgebäude und andere darstellen. Indem Energiespeicherunternehmen sich jetzt schon mit diesen Herausforderungen auseinandersetzen und die dafür erforderlichen Technologien entwickeln, können sie sich einen Wettbewerbsvorteil verschaffen.
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