Batteriespeicher für Industrieunternehmen gewinnen an Bedeutung, weil industrielle Betriebe häufig einen hohen und zugleich schwankenden Strombedarf haben. Produktionsanlagen, Maschinen, Lüftungs- und Kühlsysteme sowie weitere elektrische Verbraucher können erhebliche Leistungsspitzen verursachen. Gleichzeitig erzeugen immer mehr Unternehmen eigenen Solarstrom, dessen Erzeugung nicht immer zeitgleich mit dem betrieblichen Stromverbrauch stattfindet.
Ein industrieller Batteriespeicher kann hier eine flexible Verbindung zwischen Stromerzeugung und Stromverbrauch schaffen. Elektrische Energie lässt sich speichern und zu einem späteren Zeitpunkt wieder bereitstellen. Dadurch kann die Energieversorgung eines Unternehmens flexibler organisiert und der Eigenverbrauch erneuerbarer Energie besser auf den tatsächlichen Bedarf abgestimmt werden.
Je nach Größe und Anwendungsfall kommen unterschiedliche Speicherlösungen infrage. Für größere Industrieunternehmen können containerisierte Batteriespeicher mit Leistungen im MW-Bereich und Kapazitäten im MWh-Bereich eingesetzt werden. Neben den Batterien gehören je nach Anlagenkonzept Wechselrichter, Transformatoren, Mittelspannungsschaltanlagen, Energiemanagementsysteme sowie weitere Netzanschlusstechnik zum Gesamtsystem.
Die Vorteile eines Batteriespeichers hängen stark von den individuellen Last- und Erzeugungsprofilen ab. Eine sorgfältige technische und wirtschaftliche Planung ist deshalb die Grundlage für eine passende Lösung.
Was sind Batteriespeicher für Industrieunternehmen?
Ein Batteriespeicher für Industrieunternehmen ist ein stationäres Energiespeichersystem, das elektrische Energie aufnehmen, speichern und wieder abgeben kann.
Während kleinere Gewerbespeicher häufig für einzelne Gebäude oder kleinere Anlagen ausgelegt sind, können industrielle Batteriespeicher deutlich größere Leistungen und Kapazitäten bereitstellen.
Ein solches System kann beispielsweise mit einer Photovoltaikanlage, einer Produktionsstätte oder einem Mittelspannungsnetz verbunden werden.
Die Batterie übernimmt dabei die Speicherung. Wechselrichter ermöglichen die Umwandlung zwischen Gleichstrom und Wechselstrom. Ein Energiemanagementsystem koordiniert die Energieflüsse.
Vorteil 1: Lastspitzen reduzieren
Einer der wichtigsten möglichen Vorteile eines Batteriespeichers in Industrieunternehmen ist die Reduzierung von Leistungsspitzen.
Industrielle Produktionsprozesse können kurzfristig einen hohen Strombedarf verursachen. Wenn mehrere leistungsstarke Maschinen gleichzeitig betrieben werden, kann die bezogene elektrische Leistung deutlich ansteigen.
Ein Batteriespeicher kann in solchen Situationen zusätzliche Leistung bereitstellen.
Dadurch lässt sich der Netzbezug während bestimmter Spitzen reduzieren.
Dieses Verfahren wird als Peak Shaving oder Lastspitzenkappung bezeichnet.
Wie funktioniert Peak Shaving?
Für Peak Shaving überwacht das Energiemanagementsystem den aktuellen Stromverbrauch des Unternehmens.
Wird ein definierter Leistungswert überschritten oder nähert sich der Verbrauch diesem Wert, kann der Batteriespeicher Energie bereitstellen.
Die Batterie übernimmt dann einen Teil der benötigten Leistung.
Dadurch wird die vom Netz bezogene Leistung reduziert.
Wie groß der Effekt tatsächlich ausfällt, hängt unter anderem von der Speicherleistung, der Speicherkapazität und dem zeitlichen Verlauf der Lastspitzen ab.
Vorteil 2: Eigenverbrauch von Solarstrom erhöhen
Viele Industrieunternehmen betreiben Photovoltaikanlagen auf Hallendächern oder auf betriebseigenen Flächen.
Die Solarstromproduktion erreicht häufig tagsüber hohe Werte. Der industrielle Stromverbrauch kann jedoch einem anderen zeitlichen Verlauf folgen.
Ein Batteriespeicher kann überschüssigen Solarstrom aufnehmen.
Wenn die PV-Anlage später weniger Energie erzeugt, kann die gespeicherte Energie wieder für den betrieblichen Verbrauch bereitgestellt werden.
Dadurch kann ein größerer Anteil des erzeugten Solarstroms zeitlich flexibel genutzt werden. Batteriespeicher für Industrieunternehmen können zur Optimierung von Energieflüssen und zur Reduzierung von Lastspitzen eingesetzt werden.
Vorteil 3: Erneuerbare Energie flexibler nutzen
Ohne Speicher muss erzeugter Solarstrom entweder direkt verbraucht oder entsprechend der vorhandenen Betriebsbedingungen eingespeist werden.
Mit einem Batteriespeicher entsteht eine zusätzliche Möglichkeit.
Die Energie kann zunächst gespeichert und später genutzt werden.
Dies ist besonders interessant, wenn die Stromerzeugung und der industrielle Verbrauch zeitlich nicht übereinstimmen.
Der Batteriespeicher schafft damit eine zeitliche Verbindung zwischen Erzeugung und Verbrauch.
Vorteil 4: Energieflüsse besser steuern
Ein modernes Energiemanagementsystem kann verschiedene Energiequellen und Verbraucher miteinander koordinieren.
Dabei können beispielsweise berücksichtigt werden:
Stromverbrauch
PV-Erzeugung
Batterieladezustand
Netzleistung
Ladeleistung
Entladeleistung
Zeitliche Betriebsstrategien
Auf Grundlage dieser Daten kann der Batteriespeicher gezielt eingesetzt werden.
Dadurch lässt sich die Energieversorgung eines Industrieunternehmens transparenter und flexibler steuern.
Vorteil 5: Flexible Energieversorgung
Industrieunternehmen benötigen eine zuverlässige Energieversorgung.
Ein Batteriespeicher kann zusätzliche Flexibilität innerhalb des elektrischen Systems schaffen.
Er kann Energie aufnehmen, wenn ausreichend elektrische Leistung vorhanden ist, und diese bei entsprechendem Bedarf wieder abgeben.
Dabei ersetzt ein Batteriespeicher nicht automatisch die reguläre Netzversorgung oder andere Versorgungseinrichtungen.
Vielmehr ergänzt er die bestehende Energieinfrastruktur.
Vorteil 6: Unterstützung bei schwankender Stromerzeugung
Solar- und Windenergie unterliegen natürlichen Schwankungen.
Bei einer betriebseigenen Photovoltaikanlage kann sich die Leistung beispielsweise durch Wolken kurzfristig verändern.
Ein Batteriespeicher kann auf solche Veränderungen reagieren und Energieflüsse entsprechend steuern.
Wie schnell und in welchem Umfang dies möglich ist, hängt von der technischen Auslegung des Systems ab.
Vorteil 7: Nutzung von Batteriespeichern im MWh-Bereich
Bei größeren Industrieanlagen können Batteriespeicher mit einer Kapazität von mehreren MWh eingesetzt werden.
Die benötigte Größe hängt vom Stromverbrauch, den Lastspitzen und der gewünschten Betriebsstrategie ab.
Ein Speicher im MWh-Bereich kann wesentlich größere Energiemengen aufnehmen als typische kleinere Gebäudespeicher.
Dadurch können auch größere industrielle Energieprofile berücksichtigt werden.
Vorteil 8: Containerisierte Speicherlösungen
Große industrielle Batteriespeicher können als Batteriespeicher Container ausgeführt werden.
Diese Bauweise ermöglicht eine modulare Anordnung der Speicherkomponenten.
Mehrere Container können zu einem größeren Gesamtsystem verbunden werden.
Die Anzahl der benötigten Einheiten richtet sich nach der gewünschten Leistung und Speicherkapazität.
Containerlösungen können daher an unterschiedliche Projektgrößen angepasst werden.
Vorteil 9: Mittelspannungsintegration
Bei größeren Industrieunternehmen ist häufig eine Mittelspannungsversorgung vorhanden.
Ein Batteriespeicher kann entsprechend in die bestehende elektrische Infrastruktur integriert werden.
Dazu können Transformatoren, Mittelspannungsschaltanlagen und weitere Schutz- und Messsysteme erforderlich sein.
Die genaue Auslegung hängt von der vorhandenen Netzstruktur und der Leistung des Speichers ab.
Vorteil 10: Flexible Erweiterbarkeit
Ein modular aufgebauter Batteriespeicher kann unter geeigneten Voraussetzungen später erweitert werden.
Wenn der Energiebedarf des Unternehmens wächst oder zusätzliche Photovoltaikleistung installiert wird, kann ein größerer Speicher interessant werden.
Ob eine Erweiterung technisch möglich ist, hängt von der ursprünglichen Planung ab.
Deshalb sollten mögliche zukünftige Erweiterungen bereits bei der Projektierung berücksichtigt werden.
Vorteil 11: Bessere Nutzung vorhandener Photovoltaikanlagen
Eine große PV-Anlage kann zeitweise mehr Energie erzeugen, als das Unternehmen unmittelbar verbraucht.
Ohne geeignete Speicherlösung kann dieser Überschuss nicht für einen späteren betrieblichen Verbrauch genutzt werden.
Ein Batteriespeicher kann überschüssige Energie aufnehmen.
Wenn der Strombedarf später wieder steigt, kann die gespeicherte Energie bereitgestellt werden.
Damit kann die vorhandene Photovoltaikanlage flexibler in das Energiesystem des Unternehmens eingebunden werden.
Vorteil 12: Optimierung des Lastmanagements
Lastmanagement bedeutet, elektrische Verbraucher und Energiequellen gezielt zu steuern.
Ein Batteriespeicher kann Bestandteil einer solchen Strategie sein.
Das Energiemanagementsystem kann beispielsweise erkennen, wann der Stromverbrauch besonders hoch ist.
Die Batterie kann daraufhin zusätzliche Leistung bereitstellen.
In Kombination mit steuerbaren Verbrauchern kann dadurch eine umfassendere Energieoptimierung möglich werden.
Vorteil 13: Transparente Energiedaten
Moderne Batteriespeichersysteme verfügen über umfangreiche Überwachungs- und Kommunikationsfunktionen.
Unternehmen können dadurch Informationen über Energieflüsse und Speicherzustände erhalten.
Dazu können beispielsweise gehören:
aktueller Ladezustand
Batterieleistung
Netzleistung
PV-Erzeugung
Energieverbrauch
Ladezyklen
Temperaturwerte
Durch die Analyse dieser Daten können Betriebsstrategien weiter optimiert werden.
Vorteil 14: Automatisierter Betrieb
Ein Batteriespeicher muss nicht ständig manuell gesteuert werden.
Ein Energiemanagementsystem kann die Lade- und Entladevorgänge automatisch anhand definierter Regeln steuern.
Beispielsweise kann festgelegt werden, dass zunächst überschüssiger Solarstrom zur Batterieladung verwendet wird.
Ebenso kann eine bestimmte Leistungsgrenze für den Netzbezug definiert werden.
Das System kann anschließend selbstständig auf die aktuellen Energieflüsse reagieren.
Vorteil 15: Kombination verschiedener Anwendungen
Ein industrieller Batteriespeicher kann unter geeigneten Voraussetzungen mehrere Aufgaben übernehmen.
Beispielsweise kann er tagsüber überschüssigen Solarstrom speichern und gleichzeitig für ein definiertes Lastmanagement eingesetzt werden.
Je nach technischer Auslegung können weitere Anwendungen hinzukommen.
Die Kombination mehrerer Betriebsstrategien sollte allerdings sorgfältig geplant werden, da die unterschiedlichen Anforderungen gleichzeitig erfüllt werden müssen.
Vorteil 16: Unterstützung der Energiewende
Industrieunternehmen spielen eine wichtige Rolle bei der Integration erneuerbarer Energien.
Mit eigenen Photovoltaik- oder Windenergieanlagen können Unternehmen einen Teil ihres Strombedarfs aus erneuerbaren Quellen decken.
Ein Batteriespeicher schafft zusätzliche Flexibilität.
Dadurch können Erzeugung und Verbrauch besser aufeinander abgestimmt werden.
Der Speicher kann somit ein Bestandteil einer umfassenderen betrieblichen Energiestrategie sein.
Vorteil 17: Verbindung von Erzeugung und Verbrauch
Eine zentrale Funktion des Batteriespeichers besteht darin, zeitliche Unterschiede zwischen Stromerzeugung und Stromverbrauch auszugleichen.
Ein Industrieunternehmen kann beispielsweise am Wochenende eine geringere Produktion haben, während eine Photovoltaikanlage weiterhin Energie erzeugt.
Der Batteriespeicher kann überschüssige Energie aufnehmen.
Bei einem späteren höheren Energiebedarf kann die gespeicherte Energie wieder genutzt werden.
Vorteil 18: Bessere Planbarkeit von Energieflüssen
Durch die Kombination von Erzeugungsdaten, Verbrauchsdaten und Speichersteuerung können Energieflüsse gezielter geplant werden.
Das Energiemanagementsystem kann verschiedene Betriebszustände berücksichtigen.
Dazu gehören beispielsweise:
hoher Solarstromertrag
geringer Solarstromertrag
hoher industrieller Verbrauch
geringer industrieller Verbrauch
hoher Ladezustand
niedriger Ladezustand
Auf dieser Grundlage kann eine geeignete Betriebsstrategie umgesetzt werden.
Wie wird ein Batteriespeicher für ein Industrieunternehmen geplant?
Die Planung sollte immer auf den tatsächlichen Anforderungen des Unternehmens basieren.
Eine standardisierte Speichergröße ist nicht für jedes Unternehmen geeignet.
Entscheidend sind unter anderem Stromverbrauch, Lastspitzen, PV-Leistung, Netzanschluss und gewünschte Anwendungen.
Schritt 1: Energieverbrauch analysieren
Zunächst werden die historischen Stromverbrauchsdaten untersucht.
Dabei sollte möglichst detailliert betrachtet werden, wann besonders hohe und niedrige Verbräuche auftreten.
Auch saisonale Veränderungen können berücksichtigt werden.
Schritt 2: Lastspitzen ermitteln
Anschließend werden die maximalen Leistungswerte analysiert.
Es wird geprüft, wie häufig Lastspitzen auftreten und wie lange sie bestehen.
Diese Informationen sind besonders wichtig, wenn Peak Shaving als Hauptanwendung vorgesehen ist.
Schritt 3: Photovoltaikanlage prüfen
Wenn bereits eine PV-Anlage vorhanden ist, werden deren Erzeugungsdaten analysiert.
Bei einer geplanten PV-Anlage werden die erwarteten Erzeugungsprofile berücksichtigt.
Dabei wird untersucht, wie viel Solarstrom direkt verbraucht und wie viel Energie gespeichert werden könnte.
Schritt 4: Speicherleistung bestimmen
Danach wird die benötigte Speicherleistung in kW oder MW bestimmt.
Bei Peak Shaving ist beispielsweise relevant, wie viel Leistung während einer Lastspitze bereitgestellt werden soll.
Schritt 5: Speicherkapazität bestimmen
Anschließend wird die benötigte Kapazität in kWh oder MWh berechnet.
Dabei wird berücksichtigt, wie lange die Batterie Energie bereitstellen oder aufnehmen soll.
Schritt 6: Speichertechnologie auswählen
Die geeignete Batterietechnologie wird anhand der geplanten Anwendung ausgewählt.
Dabei können Lebensdauer, Leistungsfähigkeit, Temperaturbedingungen und wirtschaftliche Aspekte berücksichtigt werden.
Schritt 7: Containerlösung planen
Bei größeren Leistungen kann eine containerisierte Lösung sinnvoll sein.
Dabei wird festgelegt, wie viele BESS Container benötigt werden und wie diese auf dem Betriebsgelände angeordnet werden.
Schritt 8: Netzanschluss planen
Die Verbindung zum bestehenden Stromnetz wird untersucht.
Bei größeren Industrieanlagen kann dabei die Mittelspannungsebene eine wichtige Rolle spielen.
Transformator, Schaltanlage und Schutztechnik müssen entsprechend ausgelegt werden.
Schritt 9: Energiemanagement integrieren
Das Energiemanagementsystem wird mit PV-Anlage, Batteriespeicher und Energieverbrauchern verbunden.
Dadurch kann die Steuerung der Energieflüsse automatisiert werden.
Schritt 10: Wirtschaftlichkeit berechnen
Zum Abschluss werden Investitionskosten und erwartete Vorteile gegenübergestellt.
Dabei sollten verschiedene Betriebsstrategien miteinander verglichen werden.
Welche Größe sollte ein Batteriespeicher für ein Industrieunternehmen haben?
Die richtige Größe hängt vom jeweiligen Energieprofil ab.
Ein Speicher sollte nicht ausschließlich anhand der installierten PV-Leistung ausgewählt werden.
Auch Stromverbrauch, Lastspitzen, gewünschte Speicherdauer und Netzanschluss müssen berücksichtigt werden.
Ein Unternehmen mit hohen kurzfristigen Leistungsspitzen benötigt möglicherweise eine hohe Speicherleistung.
Ein Unternehmen mit großen Überschüssen aus einer PV-Anlage benötigt dagegen möglicherweise eine größere Speicherkapazität.
Welche Komponenten gehören zu einem industriellen Batteriespeicher?
Ein industrielles BESS kann aus mehreren Komponenten bestehen.
Dazu gehören:
Batteriemodule
Batteriemanagementsystem
Wechselrichter
Batteriespeicher Container
Transformatoren
Mittelspannungsschaltanlagen
Energiemanagementsystem
Kühlung
Überwachungssysteme
Schutz- und Messtechnik
Die genaue Zusammenstellung hängt von der Größe und dem Einsatzgebiet ab.
Wirtschaftlichkeit eines Batteriespeichers
Die Wirtschaftlichkeit sollte immer individuell betrachtet werden.
Zu den Investitionskosten gehören beispielsweise Batterie, Wechselrichter, Container, Transformator, Installation und Netzanschluss.
Auf der Nutzenseite können unter anderem Einsparungen durch Lastmanagement und eine bessere Nutzung eigener Solarenergie stehen.
Bei geeigneten Projekten können weitere energiewirtschaftliche Anwendungen berücksichtigt werden.
Eine belastbare Berechnung sollte möglichst auf realen Verbrauchs- und Erzeugungsdaten basieren.
Wann lohnt sich ein industrieller Batteriespeicher?
Ein Batteriespeicher kann insbesondere dann interessant sein, wenn ein Unternehmen regelmäßig hohe Lastspitzen aufweist oder eine größere Photovoltaikanlage betreibt.
Auch ein hoher zeitlicher Unterschied zwischen Solarstromerzeugung und Stromverbrauch kann für eine Speicherlösung sprechen.
Ob sich die Investition tatsächlich lohnt, hängt jedoch von den individuellen Kosten, Energieprofilen und Betriebsbedingungen ab.
Eine detaillierte Wirtschaftlichkeitsanalyse ist daher empfehlenswert.
Fazit
Batteriespeicher für Industrieunternehmen können zahlreiche Möglichkeiten bieten, die betriebliche Energieversorgung flexibler zu gestalten. Sie können bei der Reduzierung von Lastspitzen helfen, überschüssigen Solarstrom speichern und Energie zeitlich zwischen Erzeugung und Verbrauch verschieben.
Besonders bei größeren Industrieanlagen kommen Batteriespeicher mit hohen Leistungen und Kapazitäten im MWh-Bereich infrage. Containerisierte Systeme ermöglichen dabei einen modularen Aufbau. Durch Wechselrichter, Transformatoren, Mittelspannungstechnik und Energiemanagement kann der Batteriespeicher in die bestehende Energieinfrastruktur integriert werden.
Die Vorteile hängen jedoch stark von den individuellen Betriebsbedingungen ab. Deshalb sollte die Planung mit einer detaillierten Analyse des Stromverbrauchs, der Lastspitzen und vorhandener oder geplanter erneuerbarer Energieanlagen beginnen.
Ein passend dimensionierter Batteriespeicher kann damit ein wichtiger Baustein für eine effizientere industrielle Energieversorgung sein. Er verbindet Stromerzeugung, Speicherung und Verbrauch und ermöglicht es Unternehmen, ihre Energieflüsse gezielter zu steuern und erneuerbare Energie flexibler zu nutzen.
