Von der Ersatzstrom-Funktion im Gewerbe bis zur Planung

Was allen Gewerbespeichern mit Ersatzstrom-Funktion gemein ist: Sie können keine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) ersetzen. Eine USV hat 2 Leistungseinheiten, die eine ist netzparallel und dient zur Nachladung der Batterie und die andere baut in Form eines Wechselrichters ein Netz auf. Daher sind diese für kritische Infrastruktur wie Rechenzentren oder Krankenhäuser sinnvoll.

Gewerbespeicher mit Ersatzstrom-Funktion hingegen besitzen nur einen Wechselrichter, welcher im Normalfall netzparallel arbeitet. Fällt das Netz aus, so bemerkt das eine externe Peripherie und sichert die Freischaltung des Ersatzstromnetzes. Erst nach erfolgreicher Prüfung baut der Batteriewechselrichter ein Ersatzstromnetz auf. Dies hat zur Folge, dass die ganze Prozedur einige Sekunden dauert. Typische Anwendungsfälle sind z. B. Tierhaltung, Kühlhäuser oder Klärwerke. Normative Anforderungen sind unter anderem in der VDE-AR-E 2510-2 beschrieben.

Ebenfalls kann ein Gewerbespeicher mit Ersatzstromfunktion und ein Blockheizkraftwerk (BHKW) kombiniert werden, da Blockheizkraftwerke meist nur netzparallel betrieben werden können. So kann auch im Winter die Laufzeit des Ersatzstromnetzes verlängert werden. Den Speicher musst du für diesen Fall der Fälle nicht überdimensionieren.

Die Auswahl des richtigen Speichers ist in manchen Fällen nicht ganz einfach: verschiedene technische Anforderungen und auch die Wirtschaftlichkeit müssen in einem guten Verhältnis zueinanderstehen. Die technischen Unterschiede stellen wir hier dar:

Die VARTA und GoodWe Gewerbespeicher besitzen eine integrierte Notstromfunktion. Die Intilion Systeme können mit einer Umschalteinrichtung nachgerüstet werden. Wichtig zu wissen: Nicht alle Versorger sollten über eine Umschalteinrichtung angeschlossen werden. In den meisten Fällen reicht es vollkommen aus, wenn wichtige ausgewählte Verbraucher bei einem Stromnetzausfall versorgt werden.

Dieses Jahr wird Ads-tec Energy noch 2 Gewerbespeicher launchen, einen Outdoorspeicher und einen Indoorspeicher. Beide werden eine integrierte Notstromfunktion besitzen. Ebenfalls soll die BYD Battery-Max Lite dieses Jahr noch bestellbar sein.

Die Projektierung eines Ersatzstromnetzes mit einem Gewerbespeicher ist keine einfache Sache. Grundsätzlich brauchst du genaue Informationen über die zu versorgenden Verbraucher. Das Stichwort lautet hier Anlaufströme. „Bei der Projektierung werden oft die Anlaufleistungen vor allem von rotierenden Lasten unterschätzt. Diese liegen teilweise beim 8-fachen Nennstrom und müssen bei der Dimensionierung des Speichersystems berücksichtigt werden“, erklärt Pascal Lefarth, Technical Manager C&I-Storage Solutions bei der Intilion AG.

Diese Anlaufströme dienen als Grundlage, um ein solches System auszulegen. Die meisten Gewerbespeicher mit Ersatzstromfunktion verkraften eine kurzzeitige Überlast, diese ist im Datenblatt angegeben. Wird die maximale Überlast überschritten, kann kein Ersatzstromnetz aufgebaut werden.

Abhilfe könnten hier zum Beispiel Stern-Dreieck-Schaltungen, Frequenzumrichter und ein zeitversetztes Einschalten von Elektromotoren schaffen. Mit diesen werden die Anlaufströme deutlich reduziert, das bringt aber auch einen höheren Investitionsaufwand mit sich.

In den meisten Fällen ist eine komplette Versorgung eines großen Betriebes weder wirtschaftlich noch notwendig. Sollte es sinnvoll sein, eine eigene Ersatzstrom-Niederspannungshauptverteilung(NSHV) zu errichten, können an diese benötigte Verbraucher angeschlossen werden. Ein Anschluss des Speichers ist in der Regel nur an das TNC-S-, TNS- und TT-Netz möglich.

Nicht nur zu viele Verbraucher, sondern auch Erzeuger können ein Problem darstellen. Solares Nachladen ist wie zuvor beschrieben möglich, jedoch sollte die PV-Wechselrichterleistung nicht über der Überlastleistung des Batteriewechselrichters liegen. Falls es sich um eine Speichernachrüstung handelt und schon eine Bestands-PV-Anlage besteht, die größer als der Speicher dimensioniert ist, können einzelne PV-Wechselrichter an der Ersatzstrom-NSHV angeschlossen werden. So wird der Speicher nicht überlastet, aber solares Nachladen ermöglicht.

Beim Eingriff in die Bestandsanlage (> 135 kVA mit Mittelspannungsanschluss) ist ein neues Anlagenzertifikat nötig.

Die primären Anwendungsfälle eines Gewerbespeichers sind die Eigenverbrauchsoptimierung und/oder Lastspitzenkappung. Für den Ersatzstromfall muss immer eine „Reserve“ im Speicher vorgehalten werden, was dazu führen kann, dass der Speicher größer dimensioniert werden muss. Für eine wirtschaftliche Lösung muss der Schaden, den ein Stromausfall verursachen könnte mit den Anschaffungskosten des Speichers verglichen werden.

Eine vernünftige Ersatzstromauslegung sollte immer individuell erstellt werden und ist mit erhöhtem Planungsaufwand verbunden. Ein Vorort-Termin empfehle ich bei Bestandsanlagen dringend. Außerdem sollte ein Lastgang vorhanden sein oder eine Messung der tatsächlichen Spitzenleistung passieren. Alternativ kannst du das System anhand der vorliegenden Datenblätter auslegen.

• Bei uns findest du die Begriffe Notstrom, Ersatzstrom, Ersatzstrom light. Gewerbespeicher mit Ersatzstrom-Funktion können keine USV ersetzen.
• Wir bieten Gewerbespeicher von Varta, GoodWe, Ads-tec, SMA oder auch Intilion. Sie bringen verschiedenste Produkteigenschaften mit.
• Für die Planung eines Gewerbespeichers mit Ersatzstrom-Funktionen dienen die Anlaufströme der zu versorgenden Verbraucher als Ausgangslage.