Welche Anwendungsperspektiven bietet BESS in Energiespeichersystemen?

Netzseitige BESS für Stabilität und Aufschub von Infrastrukturinvestitionen

Batterie-Energiespeichersysteme (BESS), die auf Netzebene eingesetzt werden, erbringen entscheidende Stabilitätsdienstleistungen und ermöglichen gleichzeitig wirtschaftlich sinnvolle Verzögerungen größerer Infrastrukturinvestitionen. Indem sie während Phasen geringer Nachfrage überschüssige Energie aufnehmen und während Lastspitzen wieder abgeben, gleichen diese Systeme Lastschwankungen aus, die das Übertragungsnetz belasten.

Engpassmanagement und Lastspitzenbegrenzung

Wenn Stromleitungen während dieser Spitzenlastzeiten überlastet werden, kommt es zu Netzstaus, die das Risiko von Stromausfällen erhöhen und Energieversorgungsunternehmen zwingen, einige erneuerbare Energiequellen abzuschalten. Batterie-Energiespeichersysteme (BESS) lösen dieses Problem, indem sie überschüssige Energie bei niedrigem Verbrauch speichern und sie wieder ins Netz einspeisen, sobald das Stromnetz überlastet ist. Dadurch können diese starken Lastspitzen um etwa 15 bis 30 Prozent abgeflacht werden – laut Daten der North American Electric Reliability Corporation (NERC) aus dem vergangenen Jahr. Die Fähigkeit, den Energieverbrauch auszugleichen, bedeutet weniger Einsätze teurer Spitzenlastkraftwerke, was pro Unterstation jährlich Einsparungen von rund 740.000 US-Dollar ermöglicht und gleichzeitig verhindert, dass saubere Energie ungenutzt bleibt. Zudem reagieren Batterien nahezu augenblicklich auf Frequenzschwankungen im Stromnetz, im Gegensatz zu herkömmlichen thermischen Kraftwerken, deren Leistungsanpassung sehr zeitaufwändig ist.

Aufschub von Netzausbau- und Umspannwerk-Modernisierungsmaßnahmen

Alte Stromnetze haben wirklich große Schwierigkeiten, mit all den neuen Elektrofahrzeugen und Solaranlagen Schritt zu halten, die überall installiert werden. Werfen wir kurz einen Blick auf die Zahlen: Herkömmliche Methoden zur Aufrüstung von Übertragungsleitungen kosten zwischen einer und zwei Millionen Dollar pro Meile, und die Beschaffung der erforderlichen Genehmigungen sowie der eigentliche Bau dauern fünf bis sieben lange Jahre. Hier kommt die Batteriespeicherung ins Spiel. Wenn diese großen Batteriesysteme gezielt eingesetzt werden, können sie teure Netzausbauten hinauszögern, indem sie Staus in bestimmten Netzbereichen entlasten. Laut einer Studie aus dem vergangenen Jahr kann der Einbau einer 50-Megawatt-Batterie mit einer Kapazität von 200 Megawattstunden die Notwendigkeit von Umspannwerk-Arbeiten um vier bis acht ganze Jahre hinauszögern; zudem unterstützen sie auch weitere Netzfunktionen. Was diesen Ansatz so attraktiv macht, ist, dass er genauso effektiv ist wie der Bau neuer Infrastruktur, aber rund 40 bis 60 Prozent weniger kostet. Außerdem können diese modularen Batteriesysteme innerhalb von 18 Monaten betriebsbereit sein – ein echter Blitz im Vergleich zu herkömmlichen Methoden.

Dieser Ansatz verlängert die Lebensdauer bestehender Anlagen und schafft gleichzeitig finanziellen Spielraum für Initiativen zur Stärkung der Netzzuverlässigkeit – wodurch BESS zu einer zentralen Säule der adaptiven Infrastrukturplanung wird.

Integration von BESS in erneuerbare Erzeugungsanlagen

Verringerung der Abregelung von Solar- und Windenergie

Das Problem der Einschränkung erneuerbarer Energien ist derzeit immer noch ziemlich groß. Wind- und Solarparks weltweit verschwenden laut dem Bericht der Internationalen Energieagentur aus dem vergangenen Jahr etwa 8,3 Prozent dessen, was sie jährlich erzeugen könnten. Batterie-Energiespeichersysteme (Battery Energy Storage Systems) tragen dazu bei, dieses Problem zu lösen, indem sie überschüssige Energie speichern, sobald mehr Strom erzeugt wird, als das Netz aufnehmen kann. Nehmen wir beispielsweise Solarkraftwerke: Diese erzeugen zur Mittagszeit oft deutlich mehr Strom, als gerade benötigt wird; daher ist es sinnvoll, diesen Mittagsüberschuss für die spätere Nutzung am Abend zu speichern, wenn die Nachfrage stark ansteigt. Ähnlich verhält es sich mit Windparks: Diese liefern manchmal viel Strom, aber gerade dann nicht genügend Abnehmer dafür vorhanden sind. Indem diese Energie bis zum Anstieg der Nachfrage gespeichert wird, verringern wir den Verlust sauberer Energie erheblich und machen erneuerbare Energien für Betreiber tatsächlich wirtschaftlich attraktiv.

Einsatz regelbarer erneuerbarer Energien mittels SOC-Steuerung

Die Steuerung des Ladezustands (SOC) verwandelt diese unvorhersehbaren Energiequellen in etwas Verlässliches für Netzbetreiber. Wenn sie die SOC-Werte in Echtzeit überwachen, können sie genau zum richtigen Zeitpunkt auf die gespeicherte Energie zugreifen. Beispielsweise hilft es, die Batterien über Nacht bei etwa 80 % Ladestand zu halten, um den steigenden Strombedarf am Morgen zu decken. Dieser Ansatz glättet alle Schwankungen in der Erzeugung aus erneuerbaren Quellen, sodass Solar- und Windenergie zunehmend wie herkömmliche Kraftwerke funktionieren. Laut Tests des National Renewable Energy Laboratory (NREL) aus dem vergangenen Jahr erhöhten durch SOC-Algorithmen gesteuerte Batteriespeichersysteme den Anteil der tatsächlich ins Netz eingespeisten erneuerbaren Energie um rund 37 Prozent.

Hinter-dem-Zähler-BESS für gewerbliche und industrielle Einsparungen

Reduzierung der Leistungspreise in Tarifen mit zeitlich differenzierten Preisen

Unternehmen in gewerblichen und industriellen Branchen sind von diesen extrem hohen Leistungspreisen stark betroffen, wenn sie in Strommärkten mit Zeitstaffelung (Time-of-Use, TOU) tätig sind. Die Berechnung dieser Gebühren erfolgt nach einem einfachen, jedoch kostspieligen Prinzip: Sie basiert auf dem jeweils höchsten 15-Minuten-Verbrauchswert pro Monat – und dieser kann mehr als ein Drittel der gesamten Energiekosten ausmachen. Hier kommen netzseitige Batteriespeichersysteme (behind-the-meter battery energy storage systems) ins Spiel. Diese Systeme fungieren praktisch als Stoßdämpfer für den elektrischen Leistungsbedarf. Statt während Spitzenlastzeiten direkt Strom aus dem Netz zu beziehen, geben sie gespeicherte Energie ab – dadurch werden plötzliche Verbrauchsspitzen ausgeglichen und Unternehmen vor zusätzlichen Tarifstrafen bewahrt. Praktische Ergebnisse sprechen Bände: Fabriken und Technologiezentren verzeichnen nach der Installation solcher Speicherlösungen eine Reduktion ihrer Leistungspreise um 20 bis 40 Prozent. Die meisten Unternehmen stellen fest, dass sich die Investition bereits innerhalb weniger Jahre amortisiert – manchmal sogar in weniger als fünf Jahren.

Optimierung der Energiekosten durch vorausschauende Lastverschiebung

BESS-Systeme werden zu leistungsstarken Kostenersparnissen, wenn sie mit prädiktiven Algorithmen kombiniert werden, die vorausschauend Energiekosten und Verbrauchsmuster analysieren. Diese intelligenten Systeme werten vergangene Daten aus, berücksichtigen Wettervorhersagen und beobachten Marktentwicklungen, um zu entscheiden, wann die Batterien zu günstigen Niedriglastzeiten geladen und zu Zeiten steigender Preise entladen werden sollen. Ziel ist es, die Preisunterschiede zwischen verschiedenen Tageszeiten gezielt auszunutzen und zusätzliche Einsparungen durch Zeitpreismodelle („Time-of-Use“) zu erzielen. Viele Unternehmen steigern ihren Gewinn noch weiter, indem sie ihre Batteriespeichersysteme an Demand-Response-Programme koppeln. Sie erhalten finanzielle Anreize, sobald sie ihren Stromverbrauch während starker Netzbelastung in Spitzenlastzeiten reduzieren. Ein Beispiel sind Lebensmittelverarbeitungsbetriebe: Wenn sie all diese Strategien gemeinsam umsetzen, senken sie ihre jährlichen Energiekosten typischerweise um etwa 18 bis 25 Prozent – ohne den normalen Betrieb oder Produktionsablauf zu beeinträchtigen.

BESS in virtuellen Kraftwerken und Regelenergie-Dienstleistungen

Virtuelle Kraftwerke, kurz VPPs genannt, bündeln Batteriespeichersysteme aus verschiedenen Standorten – etwa von Unternehmen, Fabriken und großen Versorgungsanlagen – zu einer Einheit, die wie ein herkömmliches Kraftwerk funktioniert, jedoch über zahlreiche räumlich verteilte Standorte hinweg aufgebaut ist. Diese virtuellen Anlagen können tatsächlich an speziellen Strommarktdienstleistungen teilnehmen, beispielsweise bei der Stabilisierung des Stromnetzes bei plötzlichen Schwankungen der Leistungsnachfrage. Sobald das Netz solche geringfügigen Frequenzabweichungen erfährt, reagieren die zusammengeschalteten Batterien nahezu augenblicklich – manchmal sogar schneller als herkömmliche Kraftwerke, um einen stabilen Betrieb aufrechtzuerhalten. Was diesen Ansatz besonders interessant macht, ist die intelligente Zusammenführung dieser dezentralen Speichereinheiten, sodass sie gemeinsam effizienter arbeiten. Statt neue Stromleitungen und Umspannwerke zu errichten – eine Investition in Millionenhöhe – können Unternehmen Kosten sparen, indem sie lediglich vorhandene Batteriespeicher miteinander vernetzen. Zudem erhalten die Eigentümer zusätzliche Einnahmen, wenn ihre gespeicherte Energie zur Netzstabilisierung während Spitzenlastzeiten beiträgt oder im Notfall genutzt wird. Letztendlich entsteht hierdurch aus zahlreichen kleinen, räumlich verstreuten Speichereinheiten eine große, gemeinsame Ressource für das gesamte elektrische Netz – was nicht nur die Versorgungssicherheit erhöht, sondern auch den Eigentümern dieser Batterien eine weitere Einkommensquelle erschließt.

FAQ

Was ist ein netzseitiges BESS?

Ein netzseitiges Batterie-Energiespeichersystem (BESS) ist ein großtechnisches Energiespeichersystem, das zur Bereitstellung kritischer Netzdienstleistungen für die Netzstabilität eingesetzt wird. Es speichert überschüssige Energie während Zeiten geringer Nachfrage und gibt sie während Spitzenlastzeiten wieder ab, wodurch Lastschwankungen ausgeglichen und teure Infrastrukturinvestitionen hinausgezögert werden.

Wie unterstützen BESS das Engpassmanagement?

BESS unterstützen das Engpassmanagement, indem sie überschüssige Energie bei niedriger Nachfrage speichern und sie während Spitzenlastzeiten wieder abgeben. Dadurch wird das Risiko von Stromausfällen verringert, das Netz stabilisiert und die Abhängigkeit von kostspieligen Spitzenlastkraftwerken reduziert.

Können BESS tatsächlich Infrastruktur-Modernisierungen hinauszögern?

Ja, strategisch platzierte BESS können teure Modernisierungen von Übertragungsnetzen und Umspannwerken hinauszögern, indem sie lokale Netzengpässe mindern – was Kosten und Zeitersparnis im Vergleich zu herkömmlichen Infrastrukturmodernisierungen bedeutet.

Wie integrieren sich BESS mit erneuerbaren Energien?

BESS können überschüssige Energie speichern, die von erneuerbaren Energiequellen wie Solar- und Windkraftanlagen während der Spitzenproduktionszeiten erzeugt wird. Diese gespeicherte Energie kann dann in Zeiten hoher Nachfrage genutzt werden, wodurch die Einschränkung erneuerbarer Erzeugung (Curtailment) reduziert und die wirtschaftliche Tragfähigkeit für Betreiber erhöht wird.

Welche Vorteile bietet ein hinter-dem-Zähler-BESS für Unternehmen?

Hinter-dem-Zähler-BESS helfen Unternehmen, Lastspitzengebühren in Zeit-basierten Tarifmärkten zu senken, indem sie Energie speichern und wieder abgeben, um Leistungsspitzen im Verbrauch auszugleichen. Diese Systeme können die Energiekosten erheblich senken und amortisieren sich oft innerhalb weniger Jahre.

Welche Rolle spielen BESS in virtuellen Kraftwerken?

BESS sind integraler Bestandteil virtueller Kraftwerke, da sie Speicherressourcen verschiedener Standorte bündeln, um Netzdienstleistungen anzubieten. Sie tragen zur Stabilisierung des Stromnetzes bei, verringern den Bedarf an neuer Infrastruktur und schaffen zusätzliche Einnahmequellen für Batteriebetreiber.