Anwender aus der Solarbranche können sich in mit Energiespeicherschränken aus eienm umfangreichen Systembaukasten bedienen.

Anwender aus der Solarbranche können sich in mit Energiespeicherschränken aus eienm umfangreichen Systembaukasten bedienen.Rittal

Der Einsatz von Energiespeichersystemen in der Photovoltaik (PV) und der Windenergie beschert Betreibern deutlich mehr Flexibilität bei der Einspeisung in Stromnetze. Das sind beispielsweise eine zeitlich unabhängige Energienutzung und ein Ausgleichen von Spannungsabfällen in Spitzenzeiten. Speziell für Mikro-Blockheizkraftwerke und PV-Anlagen in privaten Haushalten sind Speichersysteme eine sinnvolle Ergänzung, um überschüssige elektrische Energie aufzufangen. Bei der Nutzung von Energiespeichern liegt der Fokus allerdings auch auf geeigneten und sicheren Gehäusekonzepten. Für die hohen Anforderungen bei der Handhabung und dem Design entwickelt Rittal derzeit standardisierte Infrastrukturen mit entsprechender Gehäuse- und Schranktechnik.

Das passende Konzept wählen

Auf einen Blick

Standardkomponenten lassen sich durchaus verwenden, allerdings sollten sie verschiedene Optionen zulassen. Dazu zählen das Skalieren und modulares Erweitern sowie die Integration von Wechselrichter, Energie- und Batteriemanagement. Das Standardgehäuse AE  und das TS-8-Topschrankensystem erfüllen die Anforderungen und eignen sich dadurch als Plattform für den Aufbau von Energiespeichern. Dabei kann der Anwender entscheiden, welche Batterie- oder Wechselrichtertechnik er einsetzt.

Die Lithium-Ionen-Technik (Li-Ion) ist neben Wasserstoff (Brennstoffzelle) eine geeignete Speichertechnologie für erneuerbare Energien. Zu den positiven Eigenschaften der Batterien zählen ihre hohe Zyklenfestigkeit (zirka 6000 Zyklen), ein Wirkungsgrad von 80 bis 90 Prozent und eine Energiedichte von 120 bis 210 Wh/kg. Hinzu kommt, dass die Preise für die Batterien durch die anlaufende Serienfertigung sinken.

Für die Integration verschiedener Batteriemodule stellt Rittal drei Konzepte an Gehäusen und Schränken vor. Sie sind entweder auf Lithium-Ionen- oder auf Blei-Akkumulatoren-Technik ausgelegt und unterscheiden sich hauptsächlich durch den Innenausbau. Allen gemeinsam ist, dass sich mehrere Module integrieren lassen, um skalierbare Systeme aufzubauen. Benötigt der Anwender mehr Leistung, kann er das System um ein weiteres Energiespeichermodul ergänzen.

  • Variante 1: Für die Integration von Lithium-Ionen-Batterien hat sich insbesondere die modulare 19-Zoll-Einbautechnik durchgesetzt. Hier setzen die Entwicklungen von Rittal vor dem Hintergrund an, dass namhafte Batteriehersteller bereits marktreife Systeme in standardisierter 19-Zoll-Einschubtechnik auf dem Markt gebracht haben. Als Systemanbieter für IT-Infrastrukturen hat Rittal bereits ähnliche Konzepte in Verbindung mit Servern entwickelt. Bei der 19-Zoll-Technik kann der Anwender die Speichermodule ähnlich wie in einen Serverschrank einschieben und wahlweise front- oder rückseitig verdrahten. Die Gleitschienen lassen sich für mehr Flexibilität beim Festlegen der Höheneinheiten der Speichermodule höhenvariabel montieren. Geplant ist zudem eine Plug-and-play-Variante, bei der man das Kontaktieren der Daten- und Leistungsschnittstellen über einen Stecker an der Rückwand realisiert.
  • Variation 2: Für die Integration von Bleibatterien lassen sich optional ausziehbare Schwerlastböden im Schrank nutzen. Diese sind für Lasten bis 100 Kilogramm ausgelegt. Die Bleibatterien platziert und fixiert man nebeneinander auf dem Schrank- beziehungsweise Schwerlastboden und verschaltet sie entsprechend. Wahlweise lassen sich mehrere Schwerlastböden übereinander anordnen, um die gewünschte Speicherkapazität zu erreichen. Optional sind Schwerlastböden mit integrierten Lüftern oder Lüftungsöffnungen ausgestattet.
  • Variante 3: Ein individueller Innenausbau ermöglicht es, verschiedene Modul-Geometrien und -Techniken zu integrieren.

Standardisiert gewinnt

Für die sichere Einhausung von Energiespeicher-Modulen hat Rittal zwei standardisierte Gehäuse- beziehungsweise Schrankvarianten, die private und industrielle Anwendungen abdecken; sie unterscheiden sich durch ihre Speicherkapazität.

Der Energiespeicherschrank ist mit Komponenten der Unternehmen Saft und SMA bestückt.

Der Energiespeicherschrank ist mit Komponenten der Unternehmen Saft und SMA bestückt.Rittal

Die erste Serie mit einer Speicherkapazität von 5 kWh ist auf private Anwendungen wie beispielsweise Einfamilienhäuser ausgerichtet und basiert auf dem kompakten Standardgehäuse AE mit Teilsichttür und 19-Zoll-Schienen. Es handelt sich um eine Gehäuseserie, die sich durch viele Zubehörkomponenten wie Lüfter, Kabeleinführungen, Beleuchtungen und Rollfüßen entsprechend ausbauen lässt. Die zweite Serie, für eine Speicherkapazität 25 kWh und mehr, ist für industrielle Anwendungen wie Wind- und Solarparks konzipiert. Die Basis hierfür ist das TS-8-Topschranksystem. Mit seiner hohen Flexibilität in Standardabmessungen, unterschiedlichen Materialien wie Stahlblech oder Edelstahl, Sichttüren und einem modularen Aufbau eignet sich das TS-8 als Plattform für die Integration von Energiespeicher-Modulen. Die integrierbaren 19-Zoll-Schienen sind bis 100 Kilogramm belastbar und in der Höhe flexibel montierbar.

Das Container-System von Ads-Tec mit angereihten Energiespeicherschränken von Rittal.

Das Container-System von Ads-Tec mit angereihten Energiespeicherschränken von Rittal.Rittal

Ein Standard-TS-8-Topschrank mit 2000 x 600 x 600 mm (Höhe x Breite x Tiefe), der mit 19-Zoll-Einschüben für Lithium-Ionen-Batteriemodule voll bestückt ist, eignet sich als Einhausung eines Energiespeichers mit einer Kapazität von zirka 25 kWh. Für einen höheren Bedarf an Speicherkapazität lassen sich mehrere TS-8-Topschränke aneinanderreihen. Die Gehäuseserie eignet sich gerade für die Anwender, die einen Großspeicher mit einem 20- oder 40-Fuß-Container platzsparend aufbauen möchten.

Klimatisierung, Stromverteiler und Batteriemanagement

Die Energiespeicher-Module lassen sich durch Produkte im Bereich der Klimatisierung und Stromverteilung, die auf den AE- und TS-8 zugeschnitten sind, ergänzen. Eine Klimatisierung sollte bei höheren Umgebungstemperaturen unbedingt erfolgen. Das lässt sich mit Filterlüftern im Dach oder Geräteboden bis hin zu EC-Lüftern energiesparend umsetzen. Aufgrund des modularen Systembaukastens lassen sich neben Batteriemodulen auch alle für einen Energiespeicher notwendigen Komponenten wie Wechselrichter, Installationsverteiler (ISV) und das Energie- Batteriemanagement in einem Gehäuse beziehungsweise Schrank installieren.

Um Gehäuse und Schränke mit den benötigten Verteiler- beziehungsweise Sicherungskomponenten ausbauen zu können, stellt Rittal Einbaukits- und -module aus seinem Installationsverteiler (ISV)-Programm zur Verfügung. Die Moduleinheiten lassen sich einfach, schnell und flexibel auf einen ISV-Tragrahmen aufbauen. Die unterschiedlichen Baugrößen der Module sind in Höheneinheiten von 150 mm und Breiteneinheiten von 250 mm sortiert. Tiefenverstellbare Montageebenen ermöglichen das einfache Anpassen der Geräte an die Ausschnitte der Abdeckungen und vermeiden aufwendige Sonderkonstruktionen. In einem solchen ISV-Installationsverteiler, für Bemessungsströme von bis zu 1250 A und einer Bemessungsspannung von 690 VAC, lassen sich alle Komponenten des Energiemanagements wie Steuerung, Sicherungen, Leistungsschalter, Daten- und Leistungsschnittstellen integrieren sowie der normgerechte Anschluss an das Verbraucher- und das öffentliche Netz vornehmen. Bei der Planung unterstützt die Power-Engineering-Software von Rittal.

Solarspeichermodul-Installation wächst jährlich um mehr als 100 Prozent

Laut einer Studie des Marktforschungsunternehmen IMS Research wird der weltweite Markt für Solarenergiespeicher bis 2017 ein Volumen von 14,6 Milliarden Euro erreichen. Die Installation von Solarspeichersystemen werde demzufolge in den nächsten fünf Jahren voraussichtlich weltweit jährlich um durchschnittlich mehr als 100 Prozent anwachsen. IMS schätzt, dass die Installation an kumulierter Solarspeicherung bis 2017 weltweit fast sieben Gigawatt betragen wird.