Hybrider Großspeicher am Stromnetz

Der 40-Fuß-Container enthält Bleispeichermodule mit 2 MWh Kapazität. Foto: HOPPECKE Batterien GmbH & Co. KG

Der Batteriehersteller HOPPECKE hat mit dem sun-systemizer einen modularen Blei/Lithium-Großspeicher entwickelt, der mit 1,6 MWh Regelenergie liefern und so Lastspitzen im Stromnetz ausgleichen kann. Aktuell stabilisiert das System das Stromnetz der Westnetz.

Der 40-Fuß-Container enthält Bleispeichermodule mit 2 MWh Kapazität. Foto: HOPPECKE Batterien GmbH & Co. KG

Große Netzspeicher können die Energiewende unterstützen und das Stromnetz entlasten, in dem sie Überproduktionen aufnehmen und bei Bedarf in Sekundenschnelle wieder ins Netz einspeisen. Ab etwa 300 kWh sind Großspeicher zudem in der Lage, Netzdienstleistungen zu erbringen und Regelernergie zu liefern. Somit tragen sie dazu bei, nicht nur das Stromnetz, sondern auch EE-Anlagen- und Netzbetreiber, Stadtwerke und Energieversorger zu entlasten.

Wie das in der Praxis funktionieren kann, zeigte jüngst der Hersteller von Industriebatteriesystemen HOPPECKE Batterien GmbH & Co. KG. Seit Ende September liefert der erste Hybrid-Großspeicher des Unternehmens am Firmenhauptsitz in Brilon- Hoppecke Primärregelleistung, die derzeit von der RWE Supply & Trading vermarktet wird. Der sun | systemizer stabilisiert so nicht nur das Stromnetz der Westnetz GmbH, sondern indirekt auch das Europäische Verbundnetz ENTSO-E. „Wir wollten dieses Pilotprojekt am Standort aufbauen, um so in das Batteriesystemgeschäft einzusteigen“, erklärt Frederik Süllwald, Projektmanager sun | systemizer bei HOPPECKE. „Der Groß-Speicher hat an unserem Standort einen eigenen Netzanschlusspunkt und ist so quasi als Waage in unser Stromnetz integriert.“ Der sun | systemizer hat einen Gesamtenergiegehalt von 2,6 MWh und kann etwa 1,6 MWh nutzbare Energie speichern.

Blei- und Lithiumspeicher

Bei der Inbetriebnahme des sun | systemizer: v.l.n.r. Jan Fiefeck (Projektmanager), Frederik Süllwald (Key Account- und Projektmanager Großspeicher), Matthias Büter (technischer Produkt- und Projektmanager), Michael Entrup (Leiter Geschäftsbereich stationäre Energiespeicher), Dr. Marc Zoellner (CEO HOPPECKE-Gruppe). Foto: HOPPECKE Batterien GmbH & Co. KG

Der sun | systemizer besteht aus Blei- und Lithium- Speichermodulen, die je nach Einsatzzweck beliebig kombiniert werden können. „Die schnellen Zyklen mit hohen Zählraten laufen über die Lithium-Module, die langen intensiven Zyklen über die Bleibatterie. Die Lithium-Batterie ist sozusagen das Arbeitspferd und die bewährte Bleibatterie, die auch lange Zeit in halb geladenen Zustand verbleiben kann, bildet das Back-up“, erklärt Frederik Süllwald. Die einzelnen Speichermodule des Großspeichers sind in 20 und 40 Fuß großen Schiffscontainern untergebracht.

„Das hat den Vorteil, dass werkseitig in verschiedenen Größen montiert an der gewünschten Stelle platziert und an das Stromnetz angeschlossen werden können. So können die einzelnen Module flexibel den jeweiligen Bedürfnissen angepasst und skaliert werden“, erläutert Frederik Süllwald. HOPPECKE baut die Speicher auf, nimmt sie in Betrieb und bietet zusätzlich ein modulares Monitoring- System, mit dem die einzelnen Zellen und die Temperatur überwacht werden.

Für den Netzspeicher in Brilon kombinierte HOPPECKE einen 20 Fuß-Container mit 635 kWh Lithium-Ionen-Batterien mit einem 40-Fuß-Container mit 2 MWh Bleibatterien. Ein bidirektionaler Umrichter mit drei Kanälen mit jeweils 500 kW Leistung, zwei davon für Blei und einer für Lithium, ermöglicht den Betrieb. Ans Netz angeschlossen wird das System über eine eigens projektierte 30-kV-Station.

Ökonomische Lösung

Bei den Blei-Modulen handelt es sich um ventilgeregelte Blei-Säure-Batterien (VRLA) mit ESS-Technologie. VRLA-Bleibatterien gelten als wartungsarm, da bei verschlossenen Akkumulatoren – im Gegensatz zu herkömmlichen Bleiakkus – kein destilliertes Wasser nachgefüllt werden muss. Zudem gasen sie deutlich weniger. Laut Frederik Süllwald hat das Schwermetall noch weitere Vorteile: „Blei mag ein schlechtes Image haben, aber eigentlich sind die Blei-Batterien viel ökologischer als die Lithium- Module.“ HOPPECKE recycelt 95 Prozent der Bleimaterie in seiner Werkshütte. Lithium hingegen müsse gesondert und kostspielig entsorgt werden.

„Auf den ersten Blick erscheint diese Technologie nicht besonders revolutionär, aber wir trauen der Bleibatterie sehr viel Potential zu“, erklärt Süllwald. „Unser Hybrid- Großspeicher kann nämlich nicht nur das Stromnetz stabilisieren, sondern auch kleine und mittlere Industriebetriebe dabei unterstützen, Lastspitzen bei ihrem Energiebedarf abzufedern und so Investitionen in die Infrastruktur einzusparen.“ Zudem eignen sich die Systeme auch als Quartierspeicher oder für Solarparks.

HOPPECKE bietet skalierbare Systeme ab einem Energieinhalt von 100 kWh bis zu einer Größe von 500 kWh standardisiert an. „Die Größe der Batterieschränke kann individuell angepasst werden und durch die Standardisierung ist ein geringerer technischer Planungsaufwand notwendig“, erläutert Süllwald. „So können wir unseren Kunden das beste Kosten-Nutzen-Verhältnis bieten.“

Unterstützung der Ladeinfrastruktur

Der modulare Großspeicher ist am Firmenstandort Brilon-Hoppecke an das Stromnetz angeschlossen und liefert dort Primärregelleistung. Foto: HOPPECKE Batterien GmbH & Co. KG

Ein weiterer wichtiger Einsatzzweck der Speicher ist die Unterstützung der Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge. So lässt sich mit dem sun | systemizer Energie aus regenerativen Quellen wie Sonne und Wind vor Ort speichern und schnell an die HOPPECKELadestationen abgeben, was eine leistungsfähige Netzanbindung überflüssig macht. Das E-Ladekonzept testet HOPPECKE derzeit im Rahmen eines Modellprojekts am Hauptsitz in Brilon. Auf dem Dach des Bürogebäudes erzeugen Solarkollektoren elektrische Energie, die HOPPECKE in seinen modularen Speichern zwischenspeichert. Mitarbeiter und Kunden können ihre Fahrzeuge dann auf dem Firmengelände an zwei E-Zapfsäulen, die für eine Leistung von bis zu 22 kW ausgelegt sind, „auftanken”. „Aktuell lässt die Verfügbarkeit von Schnellladesäulen allerdings noch sehr zu wünschen übrig, nicht nur in den Städten sondern auch an den Autobahnen“, so Frederik Süllwald. „Deshalb arbeiten wir zurzeit an einem Projekt, bei dem es darum geht, PV-Anlagen an einer Reihe von Autobahnraststätten zu installieren, die direkt an die sun | systemizer-Großspeicher gekoppelt werden.“ Für die Versorgung von Ladesäulen in der Innenstadt kann der sun | systemizer außerdem abgesenkt und unterirdisch betrieben werden. „So lösen wir nicht nur die Verfügbarkeitsproblematik, sondern können gleichzeitig auch dem erhöhten Strombedarf durch E-Fahrzeuge gerecht werden. Irgendwann könnte E-Mobilität so vollständig klimaneutral betrieben werden“, ist Süllwald überzeugt.

Speicher bis 100 MWh

Aktuell sind bei HOPPECKE weitere Großspeicher mit bis zu 100 MWh Energiegehalt geplant, die an weiteren Standorten in Deutschland die Netzstabilität gewährleisten sollen. Zudem will der Batterie-Hersteller seine Großspeicher für große Photovoltaik- Anlagen nach Asien exportieren.

Kontakt: HOPPECKE Batterien GmbH & Co. KG., Frederik Süllwald, 59929 Brilon – Hoppecke , Tel. +49 (0) 2963 61 259, info@hoppecke.com

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