Grenzen eines Heimspeichers

In der Simulation besteht ein Heimspeicher aus fünf Angaben: der gespeicherten Energiemenge, der Ladeleistung, der Entladeleistung, dem erlaubten unteren und oberen Ladezustand und den Verlusten beim Laden und Entladen. Alle Ergebnisse zur Batterie hängen von diesen Werten ab.

Werte und Standardwerte

Vier Begriffe aus der Tabelle brauchen eine kurze Erklärung.

• Die nutzbare Kapazität ist die Energiemenge, die Sie tatsächlich aus der Batterie entnehmen können. Datenblätter nennen oft eine größere Gesamtkapazität und eine kleinere nutzbare Kapazität, weil die Batterieelektronik zum Schutz der Zellen eine Reserve lässt.
• Der Ladezustand zeigt, wie voll die Batterie ist: von 0 % (leer) bis 100 % (voll). Der untere Wert ist der niedrigste, den das Modell erlaubt, der obere der höchste.
• Die C-Rate setzt die Leistung ins Verhältnis zur Kapazität. Bei 1C wäre die Batterie in einer Stunde leer oder voll, bei 0,5C dauert es zwei Stunden. Eine Batterie mit 10 kWh lädt und entlädt bei 0,5C mit bis zu 5 kW.
• Der Speicherwirkungsgrad ist der Anteil der geladenen Energie, der wieder entnommen werden kann. Die Verluste verteilen sich gleichmäßig auf Laden und Entladen. Bei 92 % bleiben in jeder Richtung etwa 96 %: Aus 100 kWh, die in die Batterie fließen, kommen 92 kWh zurück.

Ladeleistung, Entladeleistung, unterer und oberer Ladezustand sowie Wirkungsgrad sind Standardwerte des Modells. Sie lassen sich im Assistenten nicht ändern. Nur die nutzbare Kapazität geben Sie ein. Auf sie werden die Grenzen für Ladezustand angewendet: Mit den Standardwerten stehen 90 % der eingegebenen Kapazität zur Verfügung. Wenn die nutzbare Kapazität in Ihrem Datenblatt die Herstellerreserve bereits ausschließt, zieht der untere Grenzwert von 10 % einen Teil ein zweites Mal ab. Der simulierte Bereich ist dann etwas kleiner, als das Datenblatt vermuten lässt.

Die Standardwerte orientieren sich an einem Heimspeicher mit Lithium-Eisenphosphat-Zellen. Sie sind Modellwerte, keine Empfehlung, und beziehen sich nicht auf ein bestimmtes Produkt. Prüfen Sie die tatsächlichen unteren und oberen Ladegrenzen Ihrer Batterie.

Nutzung im regelbasierten Modus

Der regelbasierte Modus arbeitet feste Prioritäten ohne Preise ab. Er lädt die Batterie nur mit PV-Überschuss, höchstens bis zum oberen Grenzwert und nie schneller als mit der maximalen Ladeleistung. Reicht die PV-Leistung nicht für das Haus, entlädt er die Batterie bis zum unteren Grenzwert und hält dabei die maximale Entladeleistung ein. Aus dem Netz wird die Batterie nie geladen. Das Simulationsjahr beginnt mit einer halbvollen Batterie.

Nutzung durch den Optimierer

Bei einem dynamischen Tarif (Stundenpreise) und einer Batterie schaltet EnergyFlow auf einen Optimierer um, der die Stromkosten senkt. Er behandelt dieselben Werte Stunde für Stunde als feste Grenzen: Lade- und Entladeleistung dürfen ihre Höchstwerte nicht überschreiten, und der Ladezustand muss zwischen unterem und oberem Grenzwert bleiben. Die Energiebilanz enthält die Wirkungsgradverluste. Innerhalb dieser Grenzen kann der Optimierer Strom aus dem Netz laden, wenn er günstig ist, und die Batterie bei hohen Preisen entladen. Er minimiert die Kosten, nicht den Netzbezug. Eine Ladung kann von einem Tag in den nächsten übernommen werden.

Der Optimierer verwendet dieselben eingestellten Werte wie der regelbasierte Modus. Daher arbeiten die beiden Modi nie mit unterschiedlichen Batterien.

So wirken sich die Grenzen auf das Ergebnis aus

Die Leistung kann begrenzen, bevor die Kapazität ausgeschöpft ist. An einem sonnigen Tag fließt ein hoher PV-Mittagsspitzenwert nur mit der Ladeleistung in die Batterie. Der Rest geht ins Netz, auch wenn noch Platz in der Batterie ist. Bei einer niedrigeren, breiter verteilten PV-Spitze geht weniger Energie über diese Grenze hinaus.

Eine kleine Batterie ist früh voll. Weiterer PV-Überschuss wird dann eingespeist. Am anderen Ende bezieht das Haus Strom aus dem Netz, sobald die Batterie ihren unteren Grenzwert erreicht.

Verluste sind echte Energie. Bei jedem Zyklus geht die Differenz zwischen geladener und entnommener Energie verloren. Der Optimierer berücksichtigt das und lädt nur dann aus dem Netz, wenn der Preisabstand den Verlust ausgleicht.

Um den Effekt einer Grenze zu sehen, ändern Sie nur diesen Wert und lassen alles andere gleich. Die Kapazität ist die einzige Batteriegrenze, die Sie im Assistenten ändern können.

Grenzen des Modells

• Der Wirkungsgrad ist konstant. Er ändert sich nicht mit Leistung, Temperatur oder Ladezustand.
• Alterung, Kapazitätsverlust und Standby-Verluste (Energieverlust im Ruhezustand) werden nicht modelliert.
• Für Stromausfälle gibt es keine Notstromreserve. Der untere Grenzwert bleibt unabhängig von der Jahreszeit gleich.
• Batteriekosten, Installation, Austausch und Finanzierung sind in den Ergebnissen nicht enthalten.