Größter deutscher Solarspeicherpark

Mit dem Solarspeicherpark am Campus Nord des KIT werden neue Technologien für die Energiewende erprobt. / Bildquelle: KIT

Mit welchen Technologien gelingt die Energiewende? Wie sichern wir den Innovationsvorsprung im internationalen Wettbewerb? Eine mögliche Antwort gibt der größte Solarstromspeicherpark in Deutschland. Hier arbeiten Solarzellen, Batterien und Wechselrichter zusammen, um Sonnenstrom zu speichern und jederzeit verfügbar zu machen. Das KIT hat anlässlich der Nachhaltigkeitstage Baden-Württemberg die 1-Megawatt-Anlage gemeinsam mit seinen Partnern SolarWatt und Kostal Solar Electric in Betrieb genommen.

Diese neue Forschungsinfrastruktur erlaubt es, in einem relevanten Maßstab das Zusammenspiel der neuesten Generationen von Solarmodulen, Stromrichtern und Lithium-Ionen-Batterien zu untersuchen, so KIT-Projektleiter Dr. Olaf Wollersheim. Gesteuert durch neuartige Prognose- und Regelungsverfahren speichern die Batterien den Strom aus der Sonne, eliminieren so die Erzeugungsspitze am Mittag und können ihn dann bei Bedarf etwa abends, nachts oder morgens abgeben. Ein flächendeckender Ausgleich von Stromerzeugung und Bedarf wäre ein wichtiger Baustein für die Energiewende.

In der Forschungsanlage sind mehr als 100 verschiedene Systemkonfigurationen aufgebaut, die sich etwa in der Ost-West-Ausrichtung, Neigung oder technischen Bauteilen unterscheiden. Die Leistungsdaten werden laufend erfasst und analysiert. Die wissenschaftliche Auswertung wird zeigen, welche Systemkonfigurationen netzverträglich und kostengünstig sind. Das KIT will damit einen Beitrag zu einer wissenschaftlich fundierten Strategie zum Ausbauziel von 50 % erneuerbarer Stromerzeugung bis 2030 leisten.

Moderne Photovoltaikmodule mit deutschem Know-how sind ein Alleinstellungsmerkmal auf dem internationalen Markt, so Detlef Neuhaus Geschäftsführer von Solarmodulhersteller SolarWatt. Im Solarmodul-Freilandlabor werden Solarmodule neuester Technologien installiert und unter realen Einsatzbedingungen hinsichtlich Energieertrag und Alterungsverhalten untersucht. Die gemeinsame Forschung mit dem KIT an einer Anlage dieser Größe öffnet die Möglichkeit, den Wissensvorsprung zu halten.

Die Wechselrichter des zweiten Projektpartners Kostal Solar Electric sind leistungselektronische Bauteile, die den Gleichstrom der Solarmodule in Wechselstrom für die Einspeisung in das Stromnetz umformen. Sie tragen als zentrales Bindeglied und Schaltstelle zwischen Solarmodulen, Batterien und Stromnetz wesentlich zur Netzstabilität trotz schwankender Einspeiseleistung bei. An der neuen Anlage können die verschiedenen Anforderungen an die Wechselrichter durchgespielt werden. Mit diesem Testfeld eröffnet sich ein hervorragender Vorteil für die innovative und marktgerechte Weiterentwicklung des PIKO-Wechselrichter.

Neben dem wissenschaftlichen Erkenntnisgewinn hat der neue Solarstromspeicherpark auch einen wirtschaftlichen Nutzen. Der im wissenschaftlichen Betrieb erzeugte Strom wird auf dem Campus Nord des KIT für den Betrieb von Großforschungsgeräten eingesetzt. Damit lässt sich im Verlauf eines Jahres etwa 2 % des Strombedarfs des KIT decken. Insgesamt wurden rund 1,5 Millionen Euro in die Anlage investiert. Dem steht eine jährliche Kostenersparnis von etwa 200 000 Euro gegenüber, bei einer Anlagenlebensdauer von ungefähr 20 Jahren.

Der Solar-Forschungspark wurde im Rahmen des KIT Projektes Competence E entwickelt und aufgebaut. Das Projekt Competence E vereint die wirtschaftlich relevanten Forschungsaspekte vom Batteriematerial bis zum elektrischen Speichersystem auf eine deutschlandweit einzigartige Weise. Mit einer offenen Technologieplattform für batterieelektrische Fahrzeugantriebs- und stationäre Energiespeichersysteme zielt der systemische Ansatz auf industriell anwendbare Lösungen und deren Produktionsverfahren. Dank der Integration entlang der Wertschöpfungskette soll das ehrgeizige Ziel angegangen werden, bis 2018 Batteriesysteme zu fertigen, die eine Energiedichte von 250 Wattstunden pro Kilogramm bei Kosten von 250 Euro pro Kilowattstunde aufweisen. Damit wird ein wichtiger Schritt in Richtung Energiewende und Klimaschutzziele umgesetzt: eine erhöhte Speicherfähigkeit für stationäre Speicher zum Ausgleich der Fluktuation von erneuerbaren Energien sowie eine Verlängerung der Reichweite von Elektrofahrzeugen zur Erhöhung der Akzeptanz.

http://www.competence-e.kit.edu