Batteriespeicher für Ladestationen: Mehr Ladeleistung, weniger Netzkosten
Ein leistungsstarker Ladepark braucht nicht zwangsläufig einen ebenso leistungsstarken Netzanschluss. Batteriespeicher für Ladestationen können kurzfristige Leistungsspitzen abdecken und dadurch die benötigte Netzanschlussleistung reduzieren.
Das kann einmalige Netzkosten und laufende Leistungsentgelte senken – besonders, wenn der Speicher bereits bei der Planung berücksichtigt wird.
Ein Beispiel: Benötigt ein Ladepark zeitweise 300 kW, können unter passenden Betriebsbedingungen 50 kW aus dem Netz und weitere 250 kW aus einem Batteriespeicher bereitgestellt werden. Entscheidend sind die Ladehäufigkeit, die Speicherkapazität und ausreichende Zeiten zum Nachladen.
Warum hohe Ladeleistung hohe Netzkosten verursachen kann
Schnellladestationen benötigen während eines Ladevorgangs kurzfristig hohe elektrische Leistungen. Werden mehrere Fahrzeuge gleichzeitig geladen, steigt die Leistungsspitze zusätzlich.
Wer diese Ladeleistung ohne Begrenzung vollständig aus dem Stromnetz beziehen möchte, benötigt einen entsprechend dimensionierten Anschluss. Dabei sind insbesondere zwei Kostenbestandteile relevant:
Netzbereitstellung: Für neue oder zusätzlich erworbene Netznutzungsrechte kann ein einmaliges Netzbereitstellungsentgelt anfallen.
Netznutzung: Bei leistungsabhängiger Abrechnung entstehen wiederkehrende Kosten für die verrechnete Bezugsleistung. Hinzu kommen unter anderem verbrauchsabhängige Entgelte und die bezogene elektrische Energie.
Die tatsächlichen Kosten hängen vom Netzbetreiber, der Netzebene, bestehenden Bezugsrechten und der jeweiligen Abrechnung ab.
Wie ein Batteriespeicher den Ladepark unterstützt
Der Batteriespeicher wird in Zeiten mit geringer Ladeleistung geladen. Sobald Fahrzeuge mehr Leistung benötigen, als der vorgesehene Netzbezug zulässt, stellt er zusätzliche Leistung bereit.
Ein Energiemanagementsystem stimmt Netzbezug, Speicherbetrieb und Ladestationen aufeinander ab. Diese Begrenzung der Netzbezugsspitzen wird als Peak Shaving bezeichnet.
Dabei muss auch das Nachladen des Speichers geregelt werden: Es soll keine neuen Leistungsspitzen verursachen. Gibt es weitere Verbraucher am Standort, sind diese ebenfalls zu berücksichtigen.
Rechenbeispiel: 300 kW Ladeleistung mit 50 kW Netzbezug
Das PVO-Beispiel betrachtet folgende Auslegung:
Komponente | Auslegung |
Angenommener Leistungsbedarf des Ladeparks | 300 kW |
Vorgesehener Netzbezug für das Beispiel | 50 kW |
Zusätzliche Leistung aus dem Speicher | 250 kW |
Batteriespeicher | 2 × 125 kW / 261 kWh |
Gesamte nominale Speicherkapazität | 522 kWh |
Reduzierung der benötigten Netzleistung | 250 kW |
Die volle Ladeleistung steht nur zur Verfügung, solange ausreichend Energie im Speicher vorhanden ist. Die tatsächlich an den Fahrzeugen verfügbare Leistung hängt außerdem von Umwandlungsverlusten und dem Eigenbedarf des Systems ab.
Bei hoher Dauerauslastung kann ein 50-kW-Netzanschluss deshalb zu klein sein. Ein Speicher verschiebt Energie zeitlich; er ersetzt nicht die notwendige Energieversorgung des Standorts.
Welche Netzkosten lassen sich vermeiden?
Mit den Preisen eines Tiroler Netzbetreibers ergibt sich für 250 kW weniger benötigte beziehungsweise verrechnete Netzleistung folgender Vergleich:
Berechnungsgröße | Netzebene 5 | Netzebene 6 |
Netzbereitstellung je kW, einmalig | 133 € | 173 € |
Leistungspreis je kW und Jahr | 66,48 € | 72,12 € |
Vermiedene Netzbereitstellung für 250 kW | 33.250 € | 43.250 € |
Jährlich vermiedene Leistungsentgelte | 16.620 € | 18.030 € |
Gesamter Netzkostenvorteil im ersten Jahr | 49.870 € | 61.280 € |
Der Vorteil bei der Netzbereitstellung entsteht, wenn zusätzliche Bezugsrechte tatsächlich vermieden werden. Bei einem bestehenden, bereits bezahlten Anschluss ist dieser Betrag nicht automatisch als Einsparung oder Rückerstattung anzusetzen.
Auch der jährliche Vorteil setzt voraus, dass sich die abrechnungsrelevante Leistung entsprechend reduziert.
Wann amortisiert sich der Batteriespeicher?
Das Beispiel setzt 90.000 € Investition und 1.600 € Wartung pro Jahr an. Wird die vermiedene Netzbereitstellung als anfänglicher Investitionsvorteil berücksichtigt, ergibt sich folgende vereinfachte statische Amortisation:
Netzebene 5: rund 3,8 Jahre.
Netzebene 6: rund 2,8 Jahre.
Berechnet wird die verbleibende Investition nach Abzug der vermiedenen Netzbereitstellung, geteilt durch die jährliche Einsparung nach Wartung.
Das ist eine Modellrechnung. Finanzierung, Speicherverluste, Alterung sowie mögliche zusätzliche Installations- und Betriebskosten sind darin nicht berücksichtigt. Für eine belastbare Wirtschaftlichkeitsbewertung müssen der vollständige Lieferumfang und das tatsächliche Ladeprofil geprüft werden.
Für welche Standorte eignet sich die Lösung?
Besonders interessant ist ein Batteriespeicher für Ladeparks mit ausgeprägten Leistungsspitzen und ausreichenden Ladepausen. Dazu können Unternehmensstandorte, Flottenstützpunkte, Logistikbetriebe oder öffentlich zugängliche Schnellladestationen gehören.
Für die Dimensionierung sind vor allem folgende Fragen wichtig:
Wie viele Fahrzeuge laden gleichzeitig?
Welche Energiemenge benötigen sie pro Tag?
Wie lange dauern die Ladevorgänge und die Pausen dazwischen?
Welche Netzleistung steht zusätzlich zu anderen Verbrauchern zur Verfügung?
Ist eine Photovoltaikanlage vorhanden oder geplant?
Ladeinfrastruktur und Batteriespeicher gemeinsam planen
Je früher Netzanschluss, Ladestationen und Batteriespeicher gemeinsam betrachtet werden, desto gezielter lassen sich Investitionen planen.
PVO simuliert Anschlussleistung, Speichergröße, Ladefenster und Betrieb als Gesamtsystem. So lässt sich beurteilen, welche Auslegung die gewünschte Ladeleistung ermöglicht und wirtschaftlich zum Standort passt.
Sie planen Ladestationen oder möchten einen bestehenden Ladepark erweitern? Lassen Sie PVO prüfen, welches Einsparpotenzial ein Batteriespeicher an Ihrem Standort bietet.
