Wie alle Technologien unterliegt auch die Solarenergie ständigen Verbesserungen und Innovationen. Einst ein vielversprechender Weg zur sauberen Energieerzeugung, ist sie heute äußerst kostengünstig und relativ einfach zu nutzen.
Im Wettlauf um die Entwicklung nachhaltigerer und widerstandsfähigerer Energielösungen ist mit der Co-Location ein neuer Herausforderer aufgetaucht.
Die Kombination von Solar-PV und Batterie-Energiespeichersystemen (BESS) kann zu i führenHöhere Energieeffizienz, weniger Abfall und größeres Umsatzpotenzial.
Unsere Bauleiterin Simona Scanu hat mit dem Institut für Energieingenieurwesen (IIP) darüber gesprochen, wie wir unseren Kunden helfen, den Ertrag aus ihren erneuerbaren Energien zu maximieren. Dies ist eine kurze Zusammenfassung der wichtigsten Punkte. Unten finden Sie einen Link zum vollständigen Dokument.
Warum Solar-?
Im Gegensatz zu anderen erneuerbaren Energiequellen wie Wind- oder Wasserkraft, die Tag und Nacht zeitweise Strom erzeugen, folgt die Photovoltaik einem vorhersehbaren Erzeugungsmuster und produziert Strom nur tagsüber. Der Energiebedarf erreicht jedoch oft in den frühen Morgen- und Abendstunden seinen Höhepunkt, wenn die Solarstromerzeugung minimal ist. Diese Diskrepanz zwischen Solarenergieproduktion und Spitzenverbrauchszeiten bietet BESS die Möglichkeit, diese Lücke zu schließen.
Durch die Speicherung überschüssiger Energie, die tagsüber erzeugt wird (oft als „abgeschnittene Energie“ bezeichnet), und deren Abgabe in Zeiten hoher Nachfrage tragen gemeinsam genutzte Solar-PV- und BESS-Anlagen dazu bei, die Ressourcennutzung zu optimieren, Leistungseinschränkungen zu minimieren und den wirtschaftlichen Ertrag zu maximieren.
Neben der Verbesserung der Solarstromeffizienz reduziert die Integration von BESS auch die Projektentwicklungs- und Baukosten im Vergleich zu separaten Photovoltaik- und Batterieanlagen. Die gemeinsame Nutzung von Infrastruktur, Netzanschlüssen und Betriebssystemen führt zu erheblichen Kosteneinsparungen und macht Co-Location für Entwickler, Investoren und Versorgungsunternehmen zu einer zunehmend attraktiven Option.
Vertraglich vereinbarte Einnahmequellen
Vertraglich festgelegte Einnahmequellen basieren auf Vereinbarungen zwischen dem Projektentwickler und einem Abnehmer – typischerweise einem Versorgungsunternehmen, einem Konzern oder einer staatlichen Stelle –, der sich im Rahmen eines Stromabnahmevertrags (PPA) zur Abnahme der Stromproduktion verpflichtet. PPAs bieten langfristige finanzielle Stabilität, indem sie feste oder vorhersehbare Zahlungen über einen festgelegten Zeitraum von typischerweise 10 bis 15 Jahren sichern. Diese Vereinbarungen unterstützen Projektentwickler bei der Finanzierungssicherung, da sie garantierte Einnahmequellen bieten und so das Investitionsrisiko reduzieren.
Bei Solar-PV- und BESS-Projekten können PPAs Regelungen für feste Kapazitäten, zeitversetzte Lieferungen und Zusatzleistungen enthalten, die den Wert der Energiespeicherkomponente steigern. Durch die Gewährleistung einer konstanten Stromversorgung auch in Zeiten geringer Solarstromerzeugung ermöglicht BESS den Projektentwicklern, wettbewerbsfähigere und zuverlässigere PPAs anzubieten.
Einnahmen aus dem Händlermarkt
Im Gegensatz zu vertraglich vereinbarten Erlösen unterliegen Handelsmarkterlöse der dynamischen Preisentwicklung auf dem Strommarkt. Bei diesem Modell verkaufen Stromerzeuger ihren Strom direkt auf den Großhandelsmärkten und profitieren so von Preisschwankungen. Dieser Ansatz birgt zwar aufgrund der Marktvolatilität höhere Risiken, bietet aber auch die Möglichkeit höherer Gewinne, insbesondere auf Energiemärkten mit erheblichen Preisschwankungen.
Durch die Nutzung prädiktiver Analysen, maschinellem Lernen und Echtzeit-Marktdaten können Betreiber von Photovoltaik- und BESS-Anlagen Lade- und Entladepläne optimieren und so ihre Erträge maximieren. Durch die Fähigkeit, flexibel auf Preissignale zu reagieren, können diese Systeme Preisarbitragemöglichkeiten nutzen, an Märkten für Nebendienstleistungen teilnehmen und Netzausgleichsfunktionen bereitstellen, die eine höhere Vergütung erfordern.
Optimierungsmethoden
Um die Effizienz einer erneuerbaren Energiequelle zu maximieren, sind Kenntnisse über die Technologie und das Netz erforderlich. Jedes Projekt bringt seine eigenen Stärken und Herausforderungen mit sich, aber es gibt einige Techniken, die auf die meisten Projekte am selben Standort anwendbar sind.
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Erfassung abgeschnittener Energie
Solar Clipping tritt auf, wenn PV-Anlagen mehr Strom erzeugen, als der Wechselrichter verarbeiten kann, was zu Energieverschwendung führt. Durch die Speicherung der abgeschnittenen Energie in BESS können Betreiber:
- Energieertrag steigern: Das Auffangen und spätere Nutzen der abgezweigten Energie verbessert die Gesamteffizienz des Systems.
- Verbessern Sie die Projektökonomie: Zusätzliche Energieverkäufe tragen zu höheren Einnahmen und einer schnelleren Kapitalrendite bei.
- Optimieren Sie die Infrastrukturnutzung: Durch die Reduzierung des Bedarfs an überdimensionierten Wechselrichtern ermöglicht die Speicherung eine kostengünstigere Systemgestaltung.
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Zeitverschiebung und Spitzenlastkappung
Bei der Zeitverschiebung wird überschüssige Solarenergie in Zeiten geringer Nachfrage (z. B. mittags) gespeichert und in Spitzenzeiten, wenn die Strompreise am höchsten sind, abgegeben. Durch die Anpassung der Energieerzeugung an das Verbrauchsverhalten können Betreiber durch die Zeitverschiebung ihren Umsatz maximieren und gleichzeitig die Abhängigkeit vom teuren Netzstrom reduzieren.
Viele Stromtarife beinhalten Leistungsgebühren, die sich nach dem höchsten Stromverbrauch in bestimmten Zeiträumen richten. Durch die Entladung gespeicherter Energie in Spitzenzeiten (Spitzenkappung) helfen Photovoltaik- und BESS-Systeme Großverbrauchern, diese hohen Leistungsgebühren zu vermeiden und so erhebliche Kosten zu sparen. -
Arbitrage
Energiearbitrage ist eine Finanzstrategie, die zeitliche Preisschwankungen auf den Strommärkten ausnutzt. Durch das Laden der Batterie bei niedrigen Preisen und das Entladen bei hohen Preisen können Solar-PV- und BESS-Projekte zusätzliche Einnahmen generieren, ohne die Energieproduktion zu erhöhen. Wichtige Aspekte für eine erfolgreiche Arbitrage sind:
- Batterielebensdauer und Effizienz: Wiederholtes Laden und Laden verringert mit der Zeit die Batteriekapazität. Daher müssen die Betreiber Arbitragegewinne sorgfältig gegen die langfristige Anlagenleistung abwägen.
- Marktpreisprognose: Erweiterte Analyse- und maschinelle Lernmodelle sind für die genaue Vorhersage von Markttrends und die Optimierung von Versandplänen unerlässlich.
- Round-Trip-Effizienz: Systeme mit höherer Effizienz behalten mehr gespeicherte Energie und maximieren so die Rentabilität bei Arbitrage-Anwendungen.
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Kapazitätsfestigung
Die Kapazitätsfestigung behebt die Schwankungen der Solarenergie und gewährleistet eine stabile und zuverlässige Energieversorgung. Durch die Speicherung überschüssiger Energie und deren Entladung bei Bedarf trägt BESS zur Sicherstellung einer konstanten Stromversorgung bei. Dies ist besonders vorteilhaft für:
- Erfüllung der PPA-VerpflichtungenViele PPAs erfordern eine Mindestmenge an Energielieferung. BESS gewährleistet die Einhaltung, indem es Schwankungen in der Solarleistung ausgleicht.
- Netzstabilität und Systemdienstleistungen: Durch die Modulation der Leistungsabgabe als Reaktion auf die Netzbedingungen trägt BESS zur Frequenzregulierung, Spannungsunterstützung und Schwarzstartfähigkeit bei.
AC- vs. DC-Kopplung in Solar-PV- + BESS-Konfigurationen
Bei der Integration von BESS und Solar-PV kommen zwei Hauptkonfigurationen zum Einsatz: AC- und DC-Kopplung. Jede Konfiguration erfordert eigene technische und wirtschaftliche Aspekte, und die spezifischen Einschränkungen und Ziele jedes Projekts sind bei der Entscheidung zwischen den beiden Konfigurationen von größter Bedeutung. Am besten sprechen Sie mit einem Experten, aber jede Methode weist einige entscheidende Merkmale auf.
AC-gekoppelte Systeme
Bei AC-gekoppelten Konfigurationen verfügen die Photovoltaikanlage und das BESS jeweils über eigene Wechselrichter und sind an einem gemeinsamen Punkt mit dem Netz verbunden. Zu den wichtigsten Vorteilen gehören:
- Operative Unabhängigkeit: Die Solar-PV- und BESS-Systeme funktionieren autonom und ermöglichen so eine größere Flexibilität.
- Modularität und Skalierbarkeit: AC-gekoppelte Systeme können problemlos durch Hinzufügen weiterer Solarmodule oder Batteriekapazität erweitert werden.
- Teilnahme an Märkten für Nebendienstleistungen: BESS kann direkt mit dem Netz interagieren und Frequenzregulierung, Laststeuerung und andere Dienste bereitstellen.
DC-gekoppelte Systeme
In DC-gekoppelten Konfigurationen teilen sich die Photovoltaikanlage und das BESS einen Wechselrichter, der Gleichstrom aus beiden Quellen in Wechselstrom umwandelt. Zu den Vorteilen gehören:
- Höhere Effizienz: Durch die Vermeidung mehrerer Umwandlungsstufen minimiert die DC-Kopplung Energieverluste.
- Geringere Gerätekosten: Ein einzelner Wechselrichter reduziert die Kapitalkosten im Vergleich zu AC-gekoppelten Systemen.
- Optimierte Erfassung der abgeschnittenen Energie: DC-gekoppelte Systeme speichern überschüssige Solarenergie effizient, ohne dass zusätzliche Umwandlungen erforderlich sind.
Die gemeinsame Nutzung von Photovoltaik und BESS stellt eine transformative Chance für den Sektor der erneuerbaren Energien dar und dürfte sich beschleunigen, da der technologische Fortschritt die Kosten weiter senkt und die Systemleistung verbessert. Mit dem richtigen Partner Betreiber können die Energielieferung optimieren, Marktchancen nutzen und zu einem widerstandsfähigeren und nachhaltigeren Energiesystem beitragen.
Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, wie Sie die Rentabilität Ihres Projekts durch Co-Location optimieren können, lesen Sie das vollständige Dokument unten. Alternativ können Sie sich mit einem unserer Co-Location-Experten in Verbindung setzen, um Ihre Projektanforderungen zu besprechen.