Artikel

Batteriespeicher – das volle Potential ausschöpfen

Batteriespeicher sind elementarer Bestandteil des Energiesektors. Sie sind aber komplexe Systeme, die besonderer Aufmerksamkeit bedürfen. Das übergeordnete Ziel vieler Betreiber ist daher, den durch den Speicher möglichen Profit zu maximieren ohne dabei ein zusätzliches Risiko einzugehen. Hier kann Batterieanalytik helfen.

Bereits heute sind weltweit über 25 GWh an stationären Batteriespeichern installiert. Schätzungen zufolge soll die installierte Kapazität bis zum Jahr 2030 auf bis zu 900 GWh anwachsen. Batteriespeicher eignen sich aus verschiedenen Gründen hervorragend, um den Aufgaben der Energiewende zu begegnen. Im Gegensatz zu den meisten anderen Kraftwerkstechnologien können Batteriespeicher nicht nur Energie abgeben, sondern auch speichern. Und das in einer einzigartigen Reaktionszeit von nur wenigen Millisekunden. Diese Eigenschaften eignen sich nicht nur theoretisch für zahlreiche Anwendungsfälle, sowohl Front-of-the-Meter als auch Behind-the-Meter.

In der Praxis ergeben sich aber neben den noch immer hohen Anschaffungskosten zahlreiche neue Herausforderungen aufgrund der Komplexität von Batterien und deren Alterungsverhalten. Drei dieser Herausforderungen sind die steigende Komplexität durch Multi-Use-Anwendungen, das Garantiemanagement und die Überdimensionierung von Batterien. Genau diese Schwierigkeiten können durch Batterieanalytik adressiert werden – und machen Batteriespeicher damit zu einer noch attraktiveren Technologie.

TWAICE Marktübersicht stationäre Energiespeicher
Stationäre Energiespeicher – Marktübersicht

Niedrige Profitabilität und lange Amortisationsdauer – Multi-Use Anwendungen als Schlüssel

Die niedrige Profitabilität und die lange Amortisationsdauer von Batteriespeichern sind zwei der grundsätzlichen Herausforderungen, denen Betreiber gegenüberstehen. Hohe Anschaffungskosten und schwankende, schwer zu prognostizierende Energiepreise, ergänzt durch in den vergangenen Jahren sinkende Preise auf dem Primärregelleistungsmarkt geben der Thematik Brisanz. Vielen Betreibern ist klar: ohne Multi-Use-Anwendungen wird es nicht gehen.

Insbesondere das komplexe Alterungsverhalten von Batterien erschwert die Optimierung hin zur profitabelsten Betriebsstrategie über verschiedene Nutzungsmöglichkeiten hinweg. Viele Betreiber scheuen deshalb entweder vor Multi-Use-Anwendungen zurück oder sie betreiben Multi-Use, allerdings ohne sich der Alterungskosten bewusst zu sein. Eine kontinuierliche Nutzung der TWAICE Operating Strategy Planner Lösung kann auf verschiedene Art und Weise Mehrwert für den Kunden generieren.

  • Die Berücksichtigung der Batteriealterung in die Betriebsstrategieplanung hilft dem Betreiber, besser zwischen verschiedenen Strategien und Fahrplänen abzuwägen. So kann er die für seinen Business Case optimale Betriebsstrategie zwischen erwarteten Erlösen und Batterielebensdauer auswählen.
  • Für verschiedene Betriebsarten kann der Betreiber eine Schätzung der Alterungskosten pro Zyklus und Energiemenge direkt in seine marktseitige Optimierung und Preisgestaltung einbeziehen. So können gewinnbringende Transaktionen leichter identifiziert und die Profitabilität verschiedener Betriebsarten wie Intraday Trading oder Primärregelleistung erhöht werden.
  • Außerdem erhält der Betreiber die Sicherheit, den Speicher über die geplante Zeit für die ausgewählte Strategie verwenden zu können – das Risiko eines vorzeitigen Ausfalls des Speichers kann somit minimiert werden.

Effizienteres Garantiemanagement durch Batterieanalytik

Integratoren haben die Aufgabe, eine Vielzahl an Zulieferergarantien zu einer Systemgarantie für den Endkunden bündeln zu müssen. Dies geschieht nicht nur in Form einer konventionellen Produktgarantie (der Speicher funktioniert nicht mehr), sondern meist auch in Form einer Leistungsgarantie (der Speicher liefert über einen bestimmten Zeitraum eine bestimmte Leistung, zum Beispiel besitzt er nach zehn Jahren Laufzeit noch mindestens 80% des State of Health [SoH]). Im Schadensfall stehen dem Integrator mithilfe der Batterieanalytik auf Knopfdruck alle benötigten Daten zur Verfügung, sodass er den Schaden effizient abwickelt, Risiken minimiert und dadurch Geld spart.

Speicherbetreiber haben zusätzlich die Möglichkeit Warnungen einzustellen, um den Betrieb der Batteriespeicher außerhalb der Garantiebedingungen oder grundsätzlich schädliche Umgangsweisen zu vermeiden. So können zum Beispiel besonders hohe Temperaturen, besonders viele Zyklen, aber auch bestimmte Entladungstiefen vermieden werden.
Als Anbieter prädiktiver Batterieanalytik schafft TWAICE als neutrale Instanz Vertrauen und damit die nötige Basis für Partnerschaften mit Munich Re zu Versicherungsleistungen und TÜV zu Restwertbestimmungen.

Überdimensionierung von Batterien und ressourcenintensive Entwicklung – mit Simulationsmodellen Speicher optimieren

Doch nicht nur im Betrieb, sondern bereits in der Entwicklung gibt es Optimierungspotenzial. Das Stichwort Überdimensionierung ist wohl jedem Batterieingenieur bekannt. Um sicherzustellen, dass die Batterien über die gesamte Laufzeit die vereinbarte Leistung abliefern, werden die Speicher aufgrund der erwarteten Alterung beziehungsweise mit dem einhergehenden – jedoch nicht abschätzbaren – Kapazitätsverlust größer ausgelegt als eigentlich nötig. Zusammen mit der ressourcenintensiven Entwicklung führt Überdimensionierung zu einer Batterieentwicklung, die kostspieliger ist als sie sein sollte.

Batteriesimulationsmodelle, wie sie zum Beispiel in der TWAICE Battery Model Library enthalten sind, eignen sich hervorragend um die Speicher je nach Belastungsprofil, Leistungsfähigkeit und Speicherkapazität optimal auszulegen. So können die Kapitalkosten signifikant gesenkt werden. Mittels Batterieanalytik und Stressfaktoranalysen können Speicher, die sich schon in der Anwendung befinden, genau beobachtet werden. Rückschlüsse aus den Analysen helfen den Betreibern die Nachfolgegenerationen der Speicher noch besser auszulegen.

Monitoring TWAICE Software
Die wichtigsten Werte und Funktionen des Speichers sind auf einen Blick zu sehen.

Die Zukunft des Energiesektors ist mittlerweile ohne Batterien nicht mehr vorstellbar. Sie sind zwar komplex, müssen aber keine intransparenten Risiken darstellen. Mit Hilfe ganzheitlicher Batterieanalytik können Akteure entlang der Wertschöpfungskette – Betreiber, Eigentümer und Projektierer von Batteriespeichern – ihren Herausforderungen begegnen beziehungsweise die Speicher optimal auslegen sowie betreiben und dadurch den maximalen Ertrag aus den Speichern generieren.

Über TWAICE

TWAICE bietet prädiktive Analytiksoftware die sowohl die Entwicklung als auch den Betrieb von Lithium-Ionen-Batterien optimiert. Die Kerntechnologie von TWAICE ist der digitale Zwilling – eine Software, die mit Hilfe von künstlicher Intelligenz den Batteriezustand bestimmt und die Alterung sowie Leistung prognostiziert. Dies ermöglicht es, komplexe Batteriesysteme effizienter, nachhaltiger und zuverlässiger zu machen. Als führender Anbieter von Batterie-Analytiksoftware für globale Unternehmen des Mobilitäts- und Energiesektors, erhöht TWAICE die Lebensdauer, Effizienz und Nachhaltigkeit von Produkten, die die Wirtschaft von morgen vorantreiben.

Pressekontakt & -informationen:
Anna Lossmann | press@twaice.com | www.twaice.com/presse