Universelle Integration von ökologischen Salzbatterien an Hybrid- und Standard-PV-Wechselrichter

Ausgangslage

Energie aus erneuerbaren Quellen ist nicht immer dann verfügbar, wenn sie gebraucht wird. Selten stimmen Energieerzeugung und Energiebedarf überein. Um dies auszugleichen, können Batteriespeicher eingesetzt werden. Viele Hersteller von Solarwechselrichtern bieten für ihre Systeme eigene Erweiterungen zur Energiespeicherung auf Basis von Lithium-Batterien an. Lithium-Batterien haben jedoch einige Nachteile, wie zum Beispiel Entflammbarkeit oder den Bedarf von teurem Lithium und Kobalt. Die alternative Technologie von Salzbatterien besitzt diese Nachteile nicht. Anstatt des teuren Lithiums wird Natriumchlorid (Kochsalz) verwendet. Durch die hervorragenden Eigenschaften dieser Batterietechnologie wie Umweltfreundlichkeit, Sicherheit und Langlebigkeit ist ihr Einsatz zur Speicherung von erneuerbarer Energie eine logische Folge. Wechselrichter bekannter Hersteller, wie Huawei oder Fronius, bieten die Möglichkeit zur Integration eines Batteriespeichers, jedoch nur ihre eigenen Produkte. In diesem Projekt wurde untersucht, wie umweltfreundliche Salzbatterien, die in der Schweiz entwickelt und produziert werden, in bestehende Solarsysteme integriert werden können.

Ergebnisse

Mit einem ersten universalen Ansatz wurde untersucht, ob eine Batterie direkt parallel zu den PV-Modulen geschaltet werden kann. Es musste geprüft werden, ob der Wechselrichter und die PV-Anlage trotz der zusätzlichen Batterie normal betrieben werden kann. Nach einigen Simulationen und Tests konnte bestätigt werden, dass ein solcher Betrieb möglich ist und die Batterien unabhängig vom Wechselrichterhersteller genutzt werden können. Ein Nachteil dieser Lösung ist, dass sicherheitstechnische Aspekte bezüglich Überspannung und Überstrom eingehalten werden müssen, was mit Mehraufwand verbunden ist. Zudem entsteht ein entkoppeltes Batteriesystem, welches nicht direkt in der Hersteller-App des Wechselrichters angezeigt und berücksichtigt wird. Entsprechend ist diese Lösung für den Endkunden unattraktiver.
Im zweiten Teil des Projekts wurde die herkömmliche Integration der Salzbatterie in bestehende Systeme untersucht. Dabei muss vor allem die Kommunikation zwischen der Batterie und dem Wechselrichter gewährleistet werden. Diese Kommunikation wurde mit verschiedenen Tools analysiert und aufgebaut. Die Hersteller waren unterschiedlich kooperativ bei der Offenlegung der Kommunikationsprotokolle. Entsprechend konnte die Salzbatterie, je nach Wechselrichterhersteller, unterschiedlich gut eingebunden und betrieben werden. Mit den erhaltenen Daten und Erkenntnissen kann sich die Firma Innovenergy AG nun auf einen Wechselrichterhersteller fokussieren, um die Salzbatterien in bestehende Systeme zu integrieren.