Batteriespeicher

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Batteriespeicher sind elektrochemische Energiespeichersysteme, die elektrische Energie aus Windkraftanlagen zwischenspeichern und bei Bedarf wieder ins Netz einspeisen. Sie dienen der Stabilisierung der Stromversorgung, dem Ausgleich von Erzeugungsschwankungen und der Optimierung der Energieverwertung im Stromnetz oder vor Ort.

Allgemeine Beschreibung

Im Kontext der Windenergie werden Batteriespeicher eingesetzt, um die volatilen Einspeisungen aus Windkraftanlagen auszugleichen. Da Wind nicht konstant weht, kann es zu starken Schwankungen in der Stromproduktion kommen. Batteriespeicher übernehmen in diesem Zusammenhang mehrere Funktionen:

• Zwischenspeicherung von überschüssigem Windstrom bei hoher Einspeisung.

• Einspeisung von gespeicherter Energie bei Windflauten oder hoher Netzlast.

• Regelleistung zur Stabilisierung der Netzfrequenz (Sekundenreserve, Primärregelleistung).

• Glättung der Einspeiseprofile, besonders relevant bei großen Windparks.

• Black-Start-Fähigkeit, d. h. Unterstützung beim Wiederhochfahren eines Netzes nach einem Stromausfall.

Technisch bestehen Batteriespeicher in der Regel aus Lithium-Ionen-Zellen, ergänzt durch ein Batteriemanagementsystem (BMS), Wechselrichtertechnik, Kühlsysteme und eine übergeordnete Steuerung. Die Leistung reicht von wenigen Kilowatt bis zu mehreren Megawatt, die Speicherkapazität von wenigen Kilowattstunden (kWh) bis in den zweistelligen Megawattstundenbereich (MWh).

Im Rahmen der Energiewende werden Batteriespeicher als flexible und dezentrale Lösung immer relevanter. Sie ermöglichen eine höhere Integration erneuerbarer Energien in das Stromnetz und tragen zur Netzstabilität sowie zur Eigenverbrauchsoptimierung bei. Förderprogramme auf nationaler und EU-Ebene unterstützen den Ausbau solcher Speicherlösungen.

Spezielle Anwendungen

• Hybride Windparks kombinieren Windkraft mit Batteriespeichern, um steuerbare Einspeiseprofile zu ermöglichen.

• Netzdienliche Speicher stellen kurzfristig verfügbare Leistung zur Netzstabilisierung bereit.

• Vor-Ort-Speicherung ermöglicht Windparkbetreibern die Vermarktung des Stroms zu optimalen Zeitpunkten (Peak-Shaving).

Anwendungsbereiche

• Onshore-Windparks: Speicher zur lokalen Netzstabilisierung und Glättung von Erzeugungsspitzen.

• Offshore-Windparks: Zwischenspeicherung zur Optimierung der Netzauslastung.

• Inselnetze / Microgrids: Nutzung von Batteriespeichern zur Sicherstellung der Stromversorgung ohne stabiles öffentliches Netz.

• Direktvermarktung: Zeitlich optimierte Einspeisung für höhere Erlöse am Strommarkt.

Bekannte Beispiele

• Der Windpark Schneebergerhof in Rheinland-Pfalz kombiniert 8 Windräder mit einem Lithium-Ionen-Batteriespeicher von 10 MWh.

• EnBW betreibt in Schleswig-Holstein eine 22 MWh-Batterie zur Netzstützung im Zusammenhang mit Windkraftanlagen.

• In Großbritannien wird der Speicher Minety Battery teilweise mit Strom aus Windenergie betrieben und stabilisiert das nationale Netz mit bis zu 100 MW Leistung.

Risiken und Herausforderungen

• Kosten: Hohe Investitionskosten für große Speichersysteme.

• Alterung der Batteriezellen: Kapazitätsverlust und Leistungsverringerung über die Zeit.

• Brandschutz: Lithium-Ionen-Systeme erfordern spezielle Sicherheitskonzepte.

• Rohstoffverfügbarkeit: Kritische Materialien wie Lithium oder Kobalt können die Versorgungslage belasten.

• Entsorgung/Recycling: Nachhaltige Konzepte für das Lebensende der Speicher sind notwendig.

Beispielsätze

• Der Windpark nutzt einen Batteriespeicher, um Überschussstrom zeitversetzt einzuspeisen.

• Durch den Einsatz eines Speichersystems konnte die Einspeisung geglättet werden.

• Der Batteriespeicher liefert Regelleistung für das Übertragungsnetz.

• Batteriespeicher sind ein Schlüsselelement für die Sektorenkopplung in Windregionen.

Ähnliche Begriffe

• Pumpspeicherkraftwerk: Mechanischer Großspeicher durch Höhenunterschiede, nicht batteriegestützt.

• Power-to-X: Umwandlung von Strom in andere Energieformen wie Wasserstoff.

• Lastmanagement: Steuerung des Stromverbrauchs zur Entlastung des Netzes.

• Energiespeichersystem (ESS): Übergeordneter Begriff für alle Speicherarten.

• Netzstabilisierungsanlage: Technische Einrichtung zur Frequenz- oder Spannungskontrolle.

Zusammenfassung

Batteriespeicher ermöglichen es, Strom aus Windkraftanlagen flexibel, effizient und netzdienlich zu nutzen. Sie sind zentrale Bausteine einer stabilen und erneuerbaren Energieversorgung und tragen maßgeblich zur Integration von Windenergie in bestehende Stromsysteme bei.

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