Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE| Laufzeit: | Januar 2018 - Juni 2020 |
| Auftraggeber / Zuwendungsgeber: |
6. Energieforschungsprogramm der Bundesregierung (BMWi) |
| Kooperationspartner: | VARTA Storage GmbH, MSB-Elektronik GmbHHochschule Aalen, |
| Projektfokus: |       |
EDGE – Erhöhung der Gesamteffizienz von Eigenverbrauchssystemen
Die Häufigkeitsverteilung der Last eines typischen 3-Personen-Einfamilienhauses über ein Jahr zeigt, dass ein Speichersystem die meiste Zeit über nur niedrige Leistungen erbringen müsste. Die überlagerte Entladewirkungsgradkurve eines typischen 2,5 kW-Wechselrichters zeigt in diesem Teillastbereich noch deutliches Verbesserungspotential auf.
Im Zuge der Energiewende gewinnen Energiespeichersysteme eine immer größere Bedeutung. Sie ermöglichen es, den lokal aus regenerativen Energien produzierten Strom zwischenzuspeichern und zu einem späteren Zeitpunkt abzugeben. Somit dienen sie der direkten Erhöhung des Eigenverbrauchs und der Entlastung der Stromnetze. Studien zeigen aber, dass die Wirkungsgradangaben aus dem Datenblatt in der Praxis oft nicht erreicht werden und somit kein direkter Vergleich der Systeme möglich ist [Quelle: Speichermonitoring Jahresbericht 2016].
Ziel des Projekts ist es, einen technisch neuen Lösungsansatz im Bereich der Eigenverbrauchssysteme zu untersuchen und in einem Demonstrator umzusetzen. Der Fokus liegt dabei auf einer Effizienzsteigerung der leistungselektronischen Wandlung im Teillastbereich.
Das geplante Verbundvorhaben zielt dabei darauf ab, die Diskrepanz zwischen den theoretischen Angaben und der praktischen Performance im Feld zu untersuchen. Innerhalb des Vorhabens sollen dazu marktübliche Eigenverbrauchssysteme mit typischen Verbrauchsprofilen im privaten Bereich analysiert und bewertet werden. Basierend auf diesen Arbeitsergebnissen soll eine Wirkungsgraddefinition für Speichersysteme eingeführt werden, die nicht auf dem EU-Wirkungsgrad basiert, sondern vielmehr der Gewichtung mit haushaltsüblichen Lastprofilen Rechnung trägt.
Es werden Lösungen zur Wirkungsgradoptimierung der Systeme erarbeitet und umgesetzt. Im Einzelnen werden sowohl Hardwareanpassungen als auch Softwareanpassungen adressiert. Auf Hardwareseite zielen die Arbeiten u. a. auf den Einsatz neuer Halbleitermaterialien, Kernmaterialien, Topologien oder Modulationsarten, die eine bessere Effizienz ermöglichen. Auf Softwareebene sollen intelligente Betriebsführungsalgorithmen sowie ein passendes Standby-Management die Effizienz steigern. Besonderes Augenmerk gilt dabei dem Verhalten der Leistungselektronik im Teillastbereich und deren Verlustminimierung. Insgesamt sollen entlang der gesamten Funktionskette Wirkungsgradpotenziale identifiziert und (jeweils im optimierten Zusammenspiel mit den anderen Funktionen des Systems) erschlossen werden. Das optimierte System soll final einem herkömmlichen System gegenübergestellt und bewertet werden. Hieraus werden am Ende Design Guidelines für stationäre Speicher im privaten Bereich abgeleitet.