Industrielle und gewerbliche Energiespeicherung

Ein kommerzielles und industrielles Energiespeichersystem (C&I) speichert Strom, wenn er im Überfluss vorhanden oder günstig ist, und gibt ihn dann frei, wenn die Nachfrage hoch ist oder die Strompreise steigen. So funktioniert es im Allgemeinen:

1. Energiespeicherung: Das System verwendet in der Regel fortschrittliche Batterietechnologien (wie Lithium-Ionen-Batterien), um elektrische Energie zu speichern. Diese Energie kann aus erneuerbaren Quellen wie Solar- oder Windenergie oder aus dem Netz während der Schwachlastzeiten bezogen werden, wenn die Strompreise niedriger sind.

2. Laden und Entladen: In Zeiten geringer Nachfrage oder niedriger Strompreise lädt der Energiespeicher die Batterien auf. Dies kann entweder aus erneuerbaren Quellen erfolgen, die überschüssige Energie erzeugen, oder aus dem Netz.

3. Nachfragemanagement: Bei einem hohen Strombedarf oder zu Spitzenpreiszeiten entlädt das Energiespeichersystem die gespeicherte Energie zurück in das Netz oder die Anlage. Dies trägt dazu bei, die Nachfrage aus dem Netz zu Zeiten zu reduzieren, in denen Strom am teuersten ist, und senkt so die Stromkosten für die Anlage.

4. Notstromversorgung: Energiespeichersysteme für gewerbliche und industrielle Anwendungen bieten auch Notstrom bei Netzausfällen oder Notfällen. Sie können automatisch auf Batteriestrom umschalten, um kritische Systeme betriebsbereit zu halten und so die Betriebskontinuität für Unternehmen sicherzustellen.

5. Integration mit erneuerbaren Energien: Viele Energiespeichersysteme für gewerbliche und industrielle Anwendungen sind mit erneuerbaren Energiequellen wie Sonnenkollektoren integriert. Sie speichern überschüssige Energie, die während sonniger oder windiger Perioden erzeugt wird, zur späteren Nutzung, fördern die Nachhaltigkeit und reduzieren die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen.

6. Netzdienste: Einige moderne C&I-Energiespeichersysteme können auch Netzdienste wie Frequenzregulierung, Spannungsunterstützung und Netzstabilisierung bereitstellen. Dies trägt dazu bei, die allgemeine Netzzuverlässigkeit und -effizienz zu verbessern.

Mit gewerblichen und industriellen Energiespeichersystemen sind mehrere Vorteile verbunden:

1. Kosteneinsparungen: C&I-Energiespeichersysteme tragen zur Senkung der Stromkosten bei, indem sie Energie außerhalb der Spitzenzeiten speichern, wenn die Strompreise niedriger sind, und sie während der Spitzenlastzeiten abgeben, wenn die Preise höher sind. Diese als „Peak Shaving“ bezeichnete Vorgehensweise minimiert die Nachfragegebühren und senkt die Gesamtstromrechnung.

2. Energieverwaltung: Diese Systeme bieten Unternehmen eine bessere Kontrolle über ihren Energieverbrauch. Sie können Energieverbrauchsmuster optimieren, Lastprofile effizienter verwalten und Demand-Response-Strategien implementieren, um den Energieverbrauch an kosteneffiziente und nachhaltige Praktiken anzupassen.

3. Notstromversorgung und Zuverlässigkeit: Energiespeichersysteme für gewerbliche und industrielle Anwendungen bieten bei Netzausfällen oder Notfällen zuverlässige Notstromversorgung. Dies gewährleistet den unterbrechungsfreien Betrieb kritischer Geräte und Prozesse, verhindert kostspielige Ausfallzeiten und hält die Produktivität aufrecht.

4. Integration mit erneuerbaren Energien: Viele Energiespeichersysteme für gewerbliche und industrielle Anwendungen sind mit erneuerbaren Energiequellen wie Sonnenkollektoren gekoppelt. Sie speichern überschüssige erneuerbare Energie, die in Zeiten hoher Produktion erzeugt wird, zur späteren Nutzung, fördern die Nachhaltigkeit und reduzieren die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen.

5. Netzunterstützung und -dienste: Moderne C&I-Energiespeichersysteme können dem Netz Zusatzleistungen wie Frequenzregulierung, Spannungsunterstützung und Netzstabilisierung bieten. Indem sie zur Netzstabilität und -zuverlässigkeit beitragen, tragen diese Systeme zur Verbesserung der Gesamteffizienz und -stabilität des Netzes bei.

6. Umweltvorteile: Durch die Optimierung der Energienutzung und die Integration erneuerbarer Energiequellen tragen C&I-Energiespeichersysteme im Vergleich zur herkömmlichen Stromerzeugung auf Basis fossiler Brennstoffe zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen und der Umweltbelastung bei.

7. Skalierbarkeit und Flexibilität: Diese Systeme sind oft modular und skalierbar, sodass Unternehmen ihre Speicherkapazität nach Bedarf erweitern können. Sie bieten flexible Bereitstellungsoptionen und können an die spezifischen Betriebsanforderungen und Platzbeschränkungen verschiedener gewerblicher und industrieller Einrichtungen angepasst werden.

8. Regulierungs- und Anreizprogramme: Viele Regionen bieten Anreize, Rabatte oder regulatorische Vorteile für die Implementierung von Energiespeichersystemen, insbesondere solcher, die erneuerbare Energien integrieren. Diese Programme können die finanzielle Rentabilität und den Return on Investment für Unternehmen, die in C&I-Energiespeicher investieren, weiter verbessern.

Batterie-Energiespeichersysteme (BESS): Batteriespeichersysteme werden aufgrund ihrer Zuverlässigkeit, Effizienz und Skalierbarkeit häufig in C&I-Anwendungen eingesetzt. Sie verwenden in der Regel:

1. Lithium-Ionen-Batterien: Bekannt für hohe Energiedichte und lange Zyklenlebensdauer, geeignet für schnelle Reaktionszeiten und häufiges Laden.

• Redox-Flow-Batterien: Nutzen Sie in Tanks gespeicherte Elektrolytlösungen, die Skalierbarkeit und eine längere Lebensdauer im Vergleich zu herkömmlichen Batterien bieten.
• Blei-Säure-Batterien: Obwohl sie im großtechnischen und industriellen Maßstab seltener zum Einsatz kommen, werden sie aufgrund ihrer Kosteneffizienz immer noch in bestimmten Anwendungen eingesetzt.

2. Thermische Energiespeicherung (TES): TES-Systeme speichern und geben thermische Energie frei, um den Kühl- oder Heizbedarf zu decken:

• Kühlwasserspeicher: Speichert überschüssige Kühlkapazität außerhalb der Spitzenzeiten und nutzt diese später, um den Spitzenstrombedarf für die Klimaanlage zu reduzieren.
• Eisspeicher: Gefriert Wasser außerhalb der Spitzenzeiten und sorgt so für Kühlung, wenn die Nachfrage und die Strompreise höher sind.

3. Mechanische Energiespeicherung: Mechanische Systeme speichern und geben Energie auf mechanische Weise ab:

• Schwungradsysteme: Speicherung kinetischer Energie in einem rotierenden Rotor, der schnelle Reaktionszeiten für kurzfristigen Strombedarf und zur Netzstabilisierung bietet.
• Druckluftspeicher (CAES): Komprimiert und speichert Luft während Zeiten mit geringem Bedarf und dehnt sie dann aus, um während der Spitzennachfrage Strom zu erzeugen.

4. Wasserstoff-Energiespeicherung: Nutzt Wasserstoff als Medium zur Speicherung und Freisetzung von Energie:

• Elektrolysesysteme: Umwandlung von überschüssigem Strom in Wasserstoffgas, das gespeichert und später in Brennstoffzellen zur Stromerzeugung genutzt werden kann und eine langfristige Speichermöglichkeit bietet.

5. Integrierte Systeme: Integrierte oder Hybridsysteme kombinieren mehrere Speichertechnologien für verbesserte Effizienz und Zuverlässigkeit:

• Hybridsysteme: Kombinieren Sie Batterien mit erneuerbaren Energiequellen wie Solar- oder Windenergie, um das Energiemanagement zu optimieren, Kosten zu senken und die Netzstabilität zu verbessern.

Die Kosten eines gewerblichen und industriellen Energiespeichersystems können je nach verschiedenen Faktoren stark variieren, darunter Systemkapazität, Technologietyp, Installationsanforderungen und spezifische Projektumstände. Hier sind einige allgemeine Überlegungen:

1. Systemkapazität: Die Größe des Energiespeichersystems (gemessen in Kilowattstunden, kWh oder Megawattstunden, MWh) wirkt sich erheblich auf die Kosten aus. Größere Systeme, die mehr Energie speichern können, sind im Allgemeinen mit höheren Vorlaufkosten verbunden.

2. Technologietyp: Die Kosten für verschiedene Speichertechnologien sind unterschiedlich. Beispielsweise sind Lithium-Ionen-Batterien, die häufig wegen ihrer hohen Effizienz und Zuverlässigkeit verwendet werden, im Vergleich zu Bleibatterien oder Wärmespeichersystemen tendenziell teurer.

3. Installation und Integration: Kosten für Installation, Standortvorbereitung, Integration in die vorhandene Infrastruktur (wie elektrische Systeme und erneuerbare Energiequellen) und erforderliche Änderungen können sich ebenfalls auf die Gesamtprojektkosten auswirken.

4. Betriebliche Anforderungen: Zu den zusätzlichen Kosten können Wartung, Überwachungssysteme und alle erforderlichen Genehmigungen oder Maßnahmen zur Einhaltung gesetzlicher Vorschriften gehören.

5. Skaleneffekte: Größere Installationen können von Skaleneffekten profitieren und so möglicherweise die Kosten pro Speicherkapazitätseinheit senken.