15.05.2024 – Die sogenannte „Winterstromlücke“ erschwert auch Unternehmen, sich im Winter energieunabhängig zu machen. Die Lösung picea von HPS macht dies nun möglich, indem sie Wasserstoff für ein integriertes Speichersystem nutzt.
Das Speichersystem picea, hier installiert bei der Josef Küpper Söhne GmbH, basiert auf Wasserstoff, der in einzelnen Flaschen aufbewahrt wird. Das System wandelt die Energie wieder in Strom oder Wärme.
Quelle: HPS AG
Jedes Unternehmen, das PV-Anlagen auf dem Firmendach hat, steht vor demselben Problem: täglich überschüssiger Solarstrom im Sommer, der im Winter fehlt. Im Sommer 2023 lieferten Photovoltaik-Anlagen etwa 20 Prozent des deutschen Strombedarfs, während es im Januar lediglich zwei Prozent waren. Zusätzlich steigt der Strombedarf im Winter durch immer mehr elektrische Anwendungen, wie Wärmepumpen oder E-Autos. Somit entsteht eine „Winterstromlücke“ – Überschuss im Sommer, gegenüber Bedarf im Winter.
Hier tut sich das altbekannte Problem der Speicherkapazität auf: Herkömmliche Batterien für Gebäude eignen sich dafür, für ein paar Tage geringe Mengen an Strom zu speichern und somit den Bedarf von wenigen Tagen zu decken. Damit ist im Sommer der Batteriespeicher für PV-Anlagen voll – und im Winter leer. Dafür hat das Unternehmen Home Power Solutions AG (HPS) aus Berlin eine Lösung entwickelt. Sie nutzt Wasserstoff als Energieträger und ermöglicht es, Solarstrom aus PV-Dachanlagen langfristig zu speichern.
Der überschüssige Strom im Sommer wird mittels Elektrolyse in grünen Wasserstoff umgewandelt und in angeschlossenen Wasserstoffflaschen gespeichert. Im Winter versorgt die Rückverstromung des Wasserstoffs über eine Brennstoffzelle das Gebäude mit Strom. Dieser Speicher- und Nutzungsprozess ist vollständig emissionsfrei und macht den produzierten Solarstrom das ganze Jahr über nutzbar.
HPS hat picea bereits mehr als 500-mal verkauft. Sie ist sowohl für den Einsatz in Wohn- als auch in Gewerbeimmobilien konzipiert und kann durch einen modularen Aufbau zu mehr Speicherkapazität und Leistungsfähigkeit gebracht werden.
Die Technologie dahinter
Ende 2021 wurde in einer Gewerbeimmobilie der Josef Küpper Söhne GmbH in Meckenheim das erste multi-picea-System Deutschlands installiert. Fünf picea-Systeme speichern den überschüssigen Solarstrom der 98 Kilowattpeak-Solarmodule auf dem Dach und in der Fassade und decken somit den Strom- und Wärmebedarf auch während der Wintermonate.
Eine zentrale Steuerungs- und Energiemanagementeinheit namens Förster erleichtert die Kommunikation zwischen den verschiedenen picea-Systemen, gleicht die Energieflüsse aus und überwacht den Energieverbrauch des Gebäudes. So können bis zu neun picea-Systeme zusammengeschlossen und gesteuert werden. Dies ermöglicht die Speicherung von großen Mengen an Solarenergie im Sommer, die Abgabe von Strom im Winter und eine optimale Verteilung auf die einzelnen Anlagen, was die Langlebigkeit der Module gewährleistet.
Förderungen
Strom wird bei der Josef Küpper Söhne auf dem Dach produziert.
Quelle: Josef Küpper Söhne GmbH
Für die Wasserstoffspeicher gibt es eine Vielzahl an Fördermöglichkeiten, darunter der Nullsteuersatz für den Kauf seit 1. Januar 2023 und der Fördermittelzuschuss durch die „Bundesförderung für effiziente Gebäude“ (BEG) im Bestandsbau. Darüber hinaus bieten einige Bundesländer Förderprogramme an.
Heizmöglichkeiten
Das System ist durch die Nutzung von Strom und Wärme im Gebäude hocheffizient und erreicht durch die Nutzung der Abwärme nach Angaben von HPS einen Gesamtnutzungsgrad von rund 90 Prozent. Aufgrund der Nutzung der Abwärme kann der Ganzjahres-Stromspeicher die Heizlast eines Gebäudes reduzieren, kann aber in der Regel keine Heizung ersetzen.
Der Speicher verfügt über Schnittstellen für Luft, Wasser und Strom, ähnlich wie bei einer Wärmepumpe, was Betrieben mit Erfahrung in der Installation und Wartung von Wärmepumpen die Installation und Wartung erleichtert. Eine begleitende App ermöglicht es Nutzer:innen, die Systemdaten der picea jederzeit und von überall aus im Blick zu behalten. (sg)