Erweitern wir unsere Vorstellung von Energiespeicherung

Wir verfallen auf eine sehr eindimensionale Sichtweise der Energiespeicherung, wenn es so viele andere praktikable Optionen gibt, um die gleichen Vorteile zu erzielen.

Artikel von | Chris Sparkes

Es besteht kein Zweifel, dass der kometenhafte Aufstieg der Batteriespeicher für Privathaushalte im Jahr 2016 das Solarmodell völlig verändert hat. Zwischen 2016 und 2020 stieg beispielsweise die Batteriespeicherkapazität für Privathaushalte im Vereinigten Königreich um 324 %, wobei Preissenkungen und Bedenken hinsichtlich der Energietarife perfekte Voraussetzungen für eine Beschleunigung dieses Trends schafften.

Das Ergebnis ist, dass Solarenergie für den durchschnittlichen 9-5-Arbeiter, der den Großteil seiner Stromerzeugung nicht nutzen kann, während die Sonne scheint, zu einer viel attraktiveren Perspektive geworden ist. Sie können es jetzt für später speichern, um das Beste aus ihrem System herauszuholen. Darüber hinaus reduzieren sie auch die Spitzennachfrage im Netz, um die Großhandelspreise für Strom zu senken und die CO2-Intensität des Netzes zu verringern.

Aber das ist das Auspeitschen eines toten Pferdes. Selbst im Jahr 2020 waren 40 % der neuen Solaranlagen mit Batteriespeichern ausgestattet. Unser Kundenstamm ist sich der Vorteile von Batteriespeichern bewusst. Es könnte jedoch ein Opfer seines eigenen Erfolgs sein: Wir verfallen in eine sehr eindimensionale Sichtweise der Energiespeicherung, obwohl es so viele andere praktikable Optionen gibt, um die gleichen Vorteile zu erzielen.

Der Grund für diese Exklusivität liegt darin, dass Batteriespeicher mit jedem Elektrogerät kompatibel sind. Nach dem Wechselrichter handelt es sich einfach um Wechselstrom, genau wie aus dem Netz. Es ist so, als ob man statt eines Gutscheins Geld zum Geburtstag bekommt; Sie können es überall verwenden. Somit ist es für den Endverbraucher leicht verständlich: Ihre überschüssige Solarenergie wird in die Batterie geladen und kann später wieder herausgeholt werden.

Daher werden seine Nachteile und Einschränkungen oft übersehen. Eines der offensichtlichsten davon sind die Kosten. Obwohl der Preis einer Lithium-Ionen-Zelle pro kWh auf unter 181 $ gesunken ist, liegt der Verbraucherpreis für ein Batteriemodul immer noch zwischen 750 und 900 £ pro kWh. Daher könnte ein 5-kWh-Batteriemodul vor der Installation noch rund 4.500 £ kosten. Wenn der Tarif eines Kunden bei 36 Pence/kWh bliebe, würde die Amortisation fast sieben Jahre dauern, wenn man von einem vollständigen Ladezyklus pro Tag ausgeht.

Der zweite große Nachteil ist die Effizienz. Im Gegensatz zu anderen Energiespeicherlösungen ist eine Batterie nicht der Endpunkt für die elektrische Energie und unterliegt daher einem komplizierteren Weg. Mit anderen Worten: Die Energie gelangt von den Panels zum DC/DC-Wandler, zur Batterie, zum DC/AC-Wechselrichter und schließlich zur Last. Jeder Teil dieser Reise unterliegt seinen eigenen Ineffizienzen, sodass eine starke Abhängigkeit von Batteriespeichern unweigerlich zu erheblichen Verlusten führt.

Stellen Sie sich zum Beispiel vor, dass ein Wechselrichter mit einem Wirkungsgrad von 97 % an eine 5-kWh-Batterie mit einem Wirkungsgrad von 95 % gekoppelt ist. Da diese Energie den Wechselrichter zweimal durchläuft, unterliegt sie dreifacher Ineffizienz. Das Ergebnis ist ein Wirkungsgrad von 89 % vor Berücksichtigung weiterer Verluste, was zu einem Verlust von mindestens 550 Wh pro Tag führt.

Ein letztes Problem bei der Nutzung von Batteriespeichern ist deren Leistungsbegrenzung. Im Allgemeinen hat ein Haushaltsbatteriemodul eine maximale Entladeleistung von etwa 4 kW und wird immer durch den Wechselrichter begrenzt, an den es gekoppelt ist. Dies bedeutet ein hohes Risiko einer Verstopfung des Systems und einer Verwässerung der gut dokumentierten Batterievorteile.

Ich behaupte nicht, dass wir überhaupt aufhören sollten, Batteriespeicher zu verkaufen. Es ist eine leistungsstarke und äußerst nützliche Ressource. Wir müssen lediglich auf aktuelle und potenzielle Alternativen ausweiten, um den Umfang der Vorteile zu erhöhen. Die chemische potenzielle Energie einer Batterie ist lediglich eine Achse einer Vielzahl möglicher Energieformen, zu denen auch Strahlungsenergie, elastisches Potenzial und mechanische Energie gehören.

Die gute Nachricht ist, dass es bereits alternative Energiespeicherlösungen gibt; Wir müssen lediglich ihre Akzeptanz verbessern und Wege finden, ihren Anwendungsbereich zu vergrößern. Die derzeit vielleicht effektivste Lösung ist ein Solarumlenker für die Warmwasserbereitung. Ähnlich wie bei einem Hybrid-Wechselrichter verwenden sie einen Stromtransformator rund um die Stromquelle, um zu überwachen, wann überschüssige Solarenergie exportiert wird, und leiten diese Energie stattdessen an den Tauchsieder weiter.

Ein solches System löst viele der mit der Batteriespeicherung verbundenen Probleme. Selbst ein 150-Liter-Wasserzylinder kann etwa 7 kWh Energie speichern, wobei ein Solarumrichter etwa ein Viertel einer Batterie mit einer solchen Kapazität kostet. Es reduziert auch die Ineffizienz, da die Tauchspule der Endpunkt für die elektrische Energie ist und daher viel weniger Inversion und Umwandlung erfordert.

Meine Frage ist: Warum hier aufhören? Energiespeicher können einfach Verbraucher sein, die folgende Bedingungen erfüllen:

Sie sind eine ohmsche Last oder können anderweitig in einem weiten Leistungsbereich betrieben werden.

Sie können entweder Energie zur späteren Nutzung speichern oder effektiv nutzen, wenn überschüssige Solarenergie erzeugt wird.

Ihre Kosten ermöglichen eine angemessene Amortisationszeit für den Endbenutzer.

Unser gemeinsames Ziel, ein Netto-Null-Stromnetz zu schaffen und die Großhandelskosten für Energie zu senken, bedeutet, dass es bei vielen Beteiligten ein großes Interesse daran geben sollte, dies zu einer Priorität zu machen und so viele Möglichkeiten wie möglich zu finden, um diese Kriterien zu erfüllen und den Spitzenstrombedarf zu reduzieren.

Wir sollten damit beginnen, die Energiespeicherung in die Gestaltung alltäglicher Geräte einzubeziehen, da die Solarenergie immer mehr die Bevölkerung erobert. Wie wäre es zum Beispiel mit Speicheröfen, die so eingestellt werden können, dass sie bei überschüssiger Erzeugung vorheizen? Oder eine Beleuchtung, die sich tagsüber aufladen lässt und abends genutzt werden kann? Wir könnten sogar automatisierte Staubsauger haben, die überschüssige Solarenergie nutzen, um Ihr Haus blitzsauber zu halten, während Sie bei der Arbeit sind.

Ich rede hier einfach nur herum, aber das Potenzial ist da. Wir hoffen, dass Hersteller und Solarinstallateure meinem Aufruf folgen.

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