BESS: Speichert und gibt elektrische Energie ab

Energiespeichertechnologiebezeichnet den Einsatz chemischer oder physikalischer Methoden, um aus Primärenergiequellen erzeugte elektrische Energie zu speichern und bei Bedarf wieder abzugeben. Es umfasst hauptsächlich die Eingabe und Ausgabe von Energie und Materie sowie Energieumwandlungs- und -speichergeräte.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Erzeugungsanlagen, die Brennstoff auf Befehl in Strom umwandeln, entkoppelt die BESS-Technologie die zeitliche Beziehung zwischen Produktion und Verbrauch{0}}eine Fähigkeit, die den Netzbetrieb grundlegend verändert. Der elektrochemische Umwandlungsprozess ermöglicht einen bidirektionalen Energiefluss: Laden aus überschüssiger erneuerbarer Energie oder Netzstrom außerhalb{2}}der Spitzenzeiten, anschließendes Entladen in Defizitzeiten oder bei Preisspitzen. Was diese Systeme besonders wertvoll macht, ist nicht nur die Speicherkapazität, sondern auch die Reaktionsgeschwindigkeit. -Grid-Scale-Batterien können innerhalb von Millisekunden von der vollständigen Ladung zur vollständigen Entladung wechseln, eine Leistungseigenschaft, die kein Wärmekraftwerk erreichen kann.

Die Architektur ist konzeptionell nicht kompliziert, obwohl Ausführungsdetails zuverlässige Installationen von problematischen unterscheiden.
Zellen werden zu Modulen zusammengefasst. Module werden in Racks gestapelt. Racks bestücken Container oder speziell-gefertigte Gehäuse. Das Batteriemanagementsystem überwacht die Spannungen und Temperaturen der einzelnen Zellen, gleicht die Ladungsverteilung aus und meldet Anomalien. Das Wärmemanagement-typischerweise Flüssigkeitskühlung in modernen -Versorgungsanlagen-hält Zellen innerhalb optimaler Betriebsfenster (normalerweise 15-35 Grad). Das Stromumwandlungssystem übernimmt die Gleich- und Wechselstromumwandlung und ist über Standardschaltanlagen und Aufwärtstransformatoren mit dem Netz verbunden.

Hier steht die Branche vor echten Zwängen. Die überwältigende Mehrheit der in der Entwicklung oder im Betrieb befindlichen netzbetriebenen Batterieenergiespeichersysteme bietet eine Entladedauer von 2-4 Stunden bei Nennkapazität. Das reicht aus, um den abendlichen Spitzenwert zu glätten-den Mittagssonnenüberschuss zu absorbieren und ihn dann während der Nachfrage nach-Sonnenuntergang zu verteilen-aber nicht ausreichend für eine mehrtägige Belastbarkeit während längerer Zeiträume mit geringen erneuerbaren Energien.
Kaliforniens berühmte „Entenkurve“ veranschaulicht das Phänomen. Die Nettolast (Nachfrage abzüglich variabler erneuerbarer Energieerzeugung) sinkt während der Solarproduktion am Nachmittag und steigt dann stark an, wenn die Sonne untergeht und die Nachfrage nach Wohnimmobilien ihren Höhepunkt erreicht. Ein 4-Stunden-Akku bewältigt diesen täglichen Zyklus gut. Was es nicht bewältigen kann, ist ein einwöchiges atmosphärisches Flussereignis, das die Solarenergieerzeugung in der gesamten Region unterdrückt und gleichzeitig den Wärmebedarf erhöht.

Langfristige Energiespeichertechnologien-Flow-Batterien, Druckluft, Wasserstoff und thermische Systeme-zielen auf diese Lücke ab, aber die Kosten- und Effizienzkennzahlen erreichen für kürzere Zeiträume nicht das Niveau von Lithium--Ionen. Der Markt setzt weiterhin auf schrittweise Kostensenkungen bei Lithium- statt auf eine beschleunigte Einführung von Alternativen.

Energiearbitrage -zu einem günstigen Preis kaufen und zu einem hohen Preis verkaufen-zieht zwar Investoren an, dominiert jedoch selten die tatsächliche Rentabilität von Batterien. Nebendienstleistungen sind oft lukrativer.

Die Frequenzregulierung erfordert eine schnelle Reaktion und ist daher teurer. Wenn große Generatoren unerwartet abschalten, sinken die Netzfrequenzen. Batterien können innerhalb von 100 Millisekunden Strom einspeisen und so Frequenzabfälle verhindern, bevor langsame -kohlebefeuerte-Kraftwerke anlaufen können. Das Hornsdale Power Storage System in Südaustralien hat dies 2017 deutlich unter Beweis gestellt, als es schneller als vertraglich vereinbart auf Ausfälle von Kohlekraftwerken reagierte und so mögliche kaskadierende Stromausfälle verhinderte.

Rotierende Reserven, Spannungsunterstützung und Schwarzstartfähigkeiten-diese Dienste bevorzugen zunehmend die schnelle{2}Reaktionsfähigkeit von Batteriespeichern gegenüber herkömmlichen Synchrongeneratoren. Einige Märkte haben die Vergütungsmechanismen speziell angepasst, um die Reaktionsgeschwindigkeit zu bewerten, und so Einnahmequellen geschaffen, die es vor einem Jahrzehnt noch nicht gab.

Batterie-Energiespeichersysteme lösen echte Probleme, die die Energiewende mit sich bringt. Die schwankende erneuerbare Energieerzeugung muss gepuffert werden. Die Anforderungen an die Netzflexibilität nehmen zu. Die Elektrifizierung von Transport und Heizung verschärft die Herausforderungen bei der Bewältigung der Spitzennachfrage.

Aber die Speicherung allein löst das Problem der intermittierenden saisonalen Schwankungen nicht. Dadurch entfällt nicht die Notwendigkeit fester Stromerzeugungskapazitäten, die Häufigkeit, mit der diese Kapazitäten betrieben werden, kann jedoch reduziert werden. Es werden neue Sicherheitsaspekte eingeführt, mit deren Bewältigung die Branche noch zu kämpfen hat.

Die Technik funktioniert. Die Wirtschaftslage verbessert sich jährlich. Der Einsatzverlauf sieht robust aus. Nichts davon garantiert eine nahtlose Integration in komplexe Netzsysteme, die durch veraltete Vorschriften geregelt sind und von Institutionen betrieben werden, die auf der steuerbaren fossilen Erzeugung basieren.

Wer Ihnen erzählt, dass die BESS-Technologie ein gelöstes Problem darstellt, achtet entweder nicht darauf oder verkauft etwas. Wer es als unpraktisch abtut, hat sich weder die aktuellen Projektkosten noch die Betriebsdaten angesehen. Die Realität liegt zwischen diesen Extremen-genau dort, wo ehrliche technische Einschätzungen normalerweise landen.