Was ist ein Lithium-Ionen-Speichersystem?
Ein Lithium-Ionen-Speichersystem ist ein System, das Lithium-Ionen-Speicherbatterien verwendet, um die Stromnachfrage zu stabilisieren und Strom bei Stromausfällen zu liefern.
Durch die Speicherung von Strom, der vom Energieversorgungsunternehmen verteilt oder in Verbindung mit einer Solaranlage selbst erzeugt wird, im Hauptteil eines Lithium-Ionen-Speichersystems ist es möglich, den Strombezug in Zeiten hohen Stromverbrauchs zu drosseln und Strom in Notsituationen, wie z. B. bei Stromausfällen aufgrund von Katastrophen, zu liefern.
Anwendungen von Lithium-Ionen-Speichersystemen
Lithium-Ionen-Speichersysteme werden in einem breiten Spektrum von Anwendungen eingesetzt, von Privathaushalten bis zu Unternehmen. In Privathaushalten werden sie häufig in Verbindung mit Solarstromanlagen eingesetzt. Die Nachfrage nach Energiespeichersystemen nimmt weiter zu, da der Wunsch besteht, den zu Hause erzeugten Strom zu speichern.
Neben dem täglichen Stromverbrauch steigt die Nachfrage nach der Möglichkeit, gespeicherten Strom im Falle von Stromausfällen oder anderen Unterbrechungen der Stromversorgung zu nutzen, auch unter dem Aspekt der Katastrophenvorsorge. In vielen Anwendungen im Unternehmenssektor wird dies für Maßnahmen zur Aufrechterhaltung des Geschäftsbetriebs genutzt.
Eine Situation, in der die Aufrechterhaltung des Geschäftsbetriebs durch eine unzureichende Stromversorgung infolge einer Katastrophe oder eines Systemausfalls erschwert wird, kann einem Unternehmen erheblichen Schaden zufügen, sodass Energiespeichersysteme unerlässlich sind, um dies zu verhindern. Sie werden z. B. in Servern und anderen Geräten eingesetzt, die nicht 24 Stunden am Tag abgeschaltet werden können, in der Beleuchtung großer Gebäude. Es gibt auch Energiespeichersysteme mit großer Kapazität, die dem Verwendungszweck des Unternehmens entsprechen.
Funktionsweise von Lithium-Ionen-Speichersystemen
Akkumulatoren sind Batterien, die durch chemische Reaktionen Strom entladen und speichern können. Das Aufladen ist möglich, indem ein elektrischer Strom in die entgegengesetzte Richtung wie beim Entladen fließt.
Lithium-Ionen-Batterien verwenden Lithium-Übergangsmetalloxide und Kohlenstoffmaterialien für die positiven bzw. negativen Elektroden. Sowie einen Separator, der hauptsächlich aus Nicht-Fasern und einem organischen Lösungsmittel, dem so genannten Elektrolyten, besteht, zwischen den positiven und negativen Elektroden.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Akkus haben Lithium-Ionen-Batterien eine Schichtstruktur aus Kathoden- und Anodenmaterialien, in deren Zwischenräumen Lithiumionen gespeichert werden können, die durch die Leitung zwischen Kathode und Anode geladen und entladen werden.
Im Vergleich zu herkömmlichen Akkus werden Lithium-Ionen-Batterien aufgrund ihrer überlegenen Zykluslebensdauer, Temperatureigenschaften, Leistungs- und Ladeleistung und Kapazität pro Volumen in Energiespeichersystemen häufig eingesetzt.
Lithium-Ionen-Speichersysteme werden häufig in Kombination mit Solarstromerzeugung eingesetzt. Der zu speichernde Strom ist entweder normaler Netzstrom oder durch Solarenergie erzeugter Strom. Außerdem werden sie im Allgemeinen in zwei Kategorien unterteilt: allgemeine Lasten, die über das normale Verteilernetz versorgt werden, und spezifische Lasten, die im Notfall vom Energiespeichersystem versorgt werden können.
Während der normalen Tageszeit kann der Verbrauch von Netzstrom durch den von der Solarenergie erzeugten Strom reduziert werden. Überschüsse können als Stromspeicher genutzt oder nach Bedarf verkauft werden. Nachts kann bei hohem Verbrauch zusätzlich zum Netzstrom Strom aus dem Speichersystem geliefert werden. In Zeiten mit geringem Stromverbrauch und niedrigen Strompreisen, z. B. in der Nacht, wird der Energiespeicher aufgeladen.
Im Falle eines Stromausfalls kann der Strom im Notfall genutzt werden, indem tagsüber Strom aus dem Solarstromerzeugungs- und Speichersystem und nachts aus dem Speichersystem geliefert wird. Im Falle eines Stromausfalls wird der Strom an bestimmte Verbraucher geliefert.
Da das Energiespeichersystem an ein Netzwerk angeschlossen ist, ist es außerdem möglich, den Status des Energiespeichersystems von einem PC oder einem anderen Gerät aus fernzusteuern und den Stromverbrauch über das Energiemanagementsystem (EMS) zu verwalten.
Weitere Informationen zu Lithium-Ionen-Speichersystemen
1. Vorteile
Zu den Vorteilen der Installation eines Lithium-Ionen-Speichersystems gehören die Nutzung als Notstromquelle bei Stromausfall sowie die energie- und kostensparenden Effekte durch die Kombination mit solarer Stromerzeugung und die Abflachung von Stromspitzen.
Wie im Grundsatz erläutert, besteht der Vorteil als Notstromquelle darin, dass durch die Speicherung von Strom im Speichersystem im Notfall Strom genutzt werden kann. Die energie- und kostensparenden Vorteile werden im Detail erläutert: Tagsüber wird der Strombezug durch die Nutzung des solar erzeugten Stroms reduziert.
Überschüsse können auch in einen Energiespeicher geladen oder verkauft werden. Außerdem sind die Stromtarife in Zeiten mit geringem Stromverbrauch, z. B. in der Nacht, in der Regel niedriger, so dass der Strom in diesen Zeiten wieder aufgeladen wird. Durch die Nutzung des gespeicherten Stroms während der Spitzenzeiten am Tag können die Stromverbrauchsspitzen abgeflacht und die Strompreise gesenkt werden.
2. Zu beachtende Punkte
Bei der Verwendung von Lithium-Ionen-Speichersystemen sind mehrere Punkte zu beachten.
Verschlechterung von Lithium-Ionen-Batterien
Lithium-Ionen-Batteriespeicher können wiederholt verwendet werden, aber die Kapazität des Speichers selbst verschlechtert sich, wenn er immer wieder verwendet wird. Im Allgemeinen wird die Lebensdauer eines Akkus an der Anzahl der Zyklen gemessen, die angibt, wie oft der Akku von der Ladung bis zur Entladung durchlaufen werden kann. Wenn Sie die Anzahl der Zyklen für jedes Unternehmen prüfen, z. B. 5000 Zyklen, können Sie die Produktspezifikationen besser verstehen.
Kapazität der in Akkumulatoren gespeicherten Elektrizität
Die Kapazität der Elektrizität, die in Akkumulatoren gespeichert werden kann, ist festgelegt und wird in „kWh (Kilowattstunden)“ angegeben. Je größer die Kapazität ist, desto höher ist der Preis des Lithium-Ionen-Speichersystems selbst, sodass die Entscheidung über die Kapazität unter Berücksichtigung der bei einem Stromausfall benötigten Strommenge und des täglichen Stromverbrauchs getroffen werden muss.
Arten von Lithium-Ionen-Speichersystemen
Lithium-Ionen-Speichersysteme werden je nach Aufstellungsort in zwei Typen eingeteilt: den großen „stationären Typ“, der im Freien aufgestellt wird, und den „Steckdosentyp“, der in Innenräumen installiert werden kann. Die im Freien aufgestellten Typen sind besonders groß, sodass der für die Installation zur Verfügung stehende Platz berücksichtigt werden muss.