Intelligent die Wirkleistungseinspeisung regulieren

Prognosebasiertes Ladeverfahren für Batteriespeicher

Sie wundern sich, dass Ihr RCT Power Speichersystem an sonnigen Tagen bereits morgens die Solarenergie ins Netz einspeist, obwohl die Batterie noch nicht „voll“ geladen ist? Das hat im Wesentlichen zwei Gründe: die gesetzlich vorgeschriebene Wirkleistungsbegrenzung und die gewählte Ladestrategie des Batteriespeichers.

Beim RCT Power Speichersystem ist das prognosebasiertes Ladeverfahren werkseitig eingestellt, damit es die Wirkleistungsbegrenzung intelligent und netzdienlich reguliert. Es ist jedoch auch möglich zu einer vereinfachten Ladestrategie zu wechseln. Was genau der Hintergrund ist und wie sich die jeweilige Ladestrategie auswirkt, erfahren Sie auf dieser Seite.

Hintergrund: Wirkleistungsbegrenzung

Sowohl das EEG 2021 als auch die Batteriespeicher-Förderprogramme schreiben eine Begrenzung der Wirkleistungseinspeisung am Netzverknüpfungspunkt vor. Wir sprechen hier von einer Wirkleistungsbegrenzung.

Der Netzverknüpfungspunkt stellt die Eigentumsgrenze zwischen dem Nutzer/Endkunden und dem Netzbetreiber dar, das ist bei Privatpersonen meist der Hausanschlusskasten. An diesem Netzverknüpfungspunkt darf nur ein definierter Prozentsatz der installierten Photovoltaikanlagenleistung in das öffentliche Netz eingespeist werden.

So sagt das erneuerbare Energiegesetz (EEG), die maximale Wirkleistungseinspeisung ist auf 70 Prozent der installierten Anlagenleistung zu begrenzen. In anderen Anwendungen oder Förderprogrammen sind die Grenzen bei 60 Prozent oder gar 50 Prozent einzustellen.

Die Wirkleistungsbegrenzung kann durch eine Einstellung am Wechselrichter realisiert werden. Die Einstellung sorgt dafür, dass der Wechselrichter nicht mehr als den erlaubten Prozentsatz der installierten Leistung an das öffentliche Netz abgibt. Heutzutage übernehmen oft intelligente Energiemanagementsysteme diese Aufgabe. Die Systeme fangen Erzeugungsspitzen im relevanten Umfang ab. Diese intelligenten Energiemanagementsysteme sind häufig auch eine Grundvoraussetzung bei Förderprogrammen für Batteriespeichersysteme.

Wahl der Ladestrategie

Für Ihr RCT Power Speichersystem stehen Ihnen zwei Ladestrategien zur Verfügung:

  • Vereinfachte Ladestrategie
  • Prognosebasiertes Ladeverfahren

Das prognosebasierte Ladeverfahren ist bei den RCT Power Stromspeichern voreingestellt. Möchten Sie die vereinfachte Ladestrategie nutzen, kann das prognosebasierte Ladeverfahren in den Batterieeinstellungen deaktiviert werden.

 

Vereinfachte Ladestrategie

Ziel dieser Strategie ist es, dass sich der Energiefluss am Netzverknüpfungspunkt zu jeder Tages- und Nachtzeit gegen null bewegt. Im Idealfall sollte somit weder Energie vom Netz entnommen noch erzeugte Energie ins Netz eingespeist werden.

Der Ablauf dieser einfachen Ladestrategie kann so zusammengefasst werden:  

  • Die von der Photovoltaikanlage erzeugte Energie wird zunächst zur Deckung Ihres direkten Eigenverbrauchs verwendet.
  • Überschüssige Energie wird zum Laden der Batterie genutzt.
  • Ist der Eigenverbrauch gedeckt und der Batteriespeicher vollständig geladen, wird die verbleibende Energiemenge unter Berücksichtigung der Wirkleistungsbegrenzung in das öffentliche Netz eingespeist.
  • In den Abend- und Nachtstunden wird der Batteriespeicher entladen, um den Eigenverbrauch so weit wie möglich zu decken.

Nachteile der vereinfachten Ladestrategie:

Bereits in den Morgenstunden wird der Batteriespeicher geladen. Eine Vollladung der Batterie ist häufig schon zur Mittagszeit erreicht. Nach Süden ausgerichtete Photovoltaikanlagen erreichen zur Mittagszeit ihre Leistungsspitze. Bei geladener Batterie können diese Erzeugungsspitzen nicht mehr zwischengespeichert werden. Die Folge: Die Solarleistung muss entsprechend den Vorgaben der Wirkleistungsbegrenzung abgeregelt werden. Abhängig von Anlagen- und Batteriespeichergröße, Energieverbrauch und dem Prozentsatz der Abregelung führt dies zu einem unzulänglichen Betrieb.

 


Prognosebasiertes Ladeverfahren

Prognosebasierte Ladeverfahren kompensieren die Nachteile einer einfachen Ladestrategie weitestgehend. Eine im Wechselrichter integrierte Software erzeugt eine Ertragsvorhersage für die nächsten Stunden und kombiniert diese Information mit einer Vorhersage Ihres Verbrauchs im gleichen Zeitfenster. Auf Basis dieser Berechnung entscheidet das Speichersystem, zu welchem Zeitpunkt ein Laden der Batterie zum bestmöglichen Ertrag führt.

Bei der prognosenbasierten Ladestrategie kann es geschehen, dass die Solarenergie am Vormittag ins Stromnetz gespeist wird, obwohl der Batteriespeicher noch nicht vollständig geladen ist. Warum ist das so? Das prognosebasierte Ladeverfahren verzögert das Laden der Batterie, um den Mittagspeak der PV-Anlage in der Batterie zwischenspeichern zu können. Damit wird das Stromnetz zur Mittagszeit entlastet, die Eigenverbrauchsquote erhöht und die Batterie geschont.

Am Beispiel der folgenden zwei Szenarien können Sie die Wirkungsweise des prognosebasierten Ladeverfahrens leichter verstehen (Anlage mit eingestellter 70% Regelung):


Szenario „Sonniger Tag“

Das Vorhersagemodell erwartet einen sonnigen Tag. Bei diesem Szenario wird das Laden der Batterie zeitlich verzögert: Die Photovoltaikanlage speist vormittags erzeugte Energie in das öffentliche Netz. Erst gegen Mittag wird die Batterie geladen, um Ertragsspitzen aufnehmen zu können und eine Wirkleistungsbegrenzung zu umgehen. Der Zeitpunkt der Batterievollladung wird erst wesentlich später erreicht. Morgendlich eingespeiste Energie bekommen Sie vergütet, eine Abregelung der Photovoltaikanlage zur Mittagszeit vermeiden Sie so.

 

Szenario „Regnerischer Tag“

Das Vorhersagemodell erwartet einen regnerischen Tag. Bei diesem Szenario begibt sich das System in den beschriebenen „einfachen Lademodus“. Es lädt von den ersten Sonnenstrahlen an. Da keine Abregelung der Photovoltaikanlage zu erwarten ist, versucht das System die Eigenverbrauchquote zu erhöhen. Es kompensiert Ihren Eigenbedarf und lädt möglichen Überschuss in den Batteriespeicher. Eine Einspeisung von Energie ins öffentliche Netz wird so weitestgehend vermieden.

 

Das prognosebasierte Ladeverfahren von RCT Power ist ein lernendes System. Ertragsverläufe und Lastgänge werden aus historischen Daten und mit Blick auf die Zukunft gewonnen. Zusätzlich wird die aktuelle Einstrahlung und der Verbrauch betrachtet. Das geschieht ohne Internetverbindung zu Wettervorhersagediensten oder vergleichbaren Providern. Direkt nach Inbetriebnahme fehlen dem System noch Daten, um die Ladestrategie optimal auszuführen. Das System benötigt eine Lernphase von etwa einer Woche. In dieser Zeit lernt es Nutzer und Standort näher kennen, bevor es zielgerichtete Entscheidungen treffen kann.

 

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