Die Netzfrequenz ist im gesamten kontinentaleuropäischen Verbundnetz (ENTSO-E) identisch und dient als wichtiger Parameter für den aktuellen Zustand und die Stabilität des Stromnetzes. Die Zielfrequenz in Kontinentaleuropa ist auf 50 Hz festgelegt. Da es nicht möglich ist, Strom direkt im Netz zu speichern, müssen Angebot und Nachfrage im Netz ausgeglichen sein. Sinkt die Frequenz, bedeutet dies, dass die Nachfrage nach Strom größer ist als die derzeit in das Netz eingespeiste Leistung. Steigt die Frequenz, befindet sich zu viel elektrische Leistung im Netz. Kleinere Frequenzschwankungen um 50 Hz werden durch Regelreserveprodukte wie die Frequenzhaltungsreserve ausgeglichen. Größere Frequenzschwankungen werden durch andere Regelprodukte wie die automatische Frequenzwiederherstellungsreserve ausgeglichen. Die Grafik zeigt die gemessene Netzfrequenz der letzten 30 Minuten. Stärkere Frequenzabweichungen sind insbesondere um volle Stunden herum zu beobachten. Wenn Sie sich weiter für das Thema Netzfrequenz und das europäische Stromnetz interessieren, finden Sie hier eine detaillierte Analyse der Netzfrequenz:  10.1016/j.egyr.2024.12.057 

Für die Frequenzhaltungsreserve (FCR) in Deutschland ist ein EPR von mindestens 0,81 h erforderlich. Die Grafik zeigt den Energiedurchsatz für den reinen FCR-Betrieb von 2018 bis 2024. Bei einem EPR von 1 h ergibt sich daraus ein Wert von ca. 300 EFC pro Jahr, mit leichten Schwankungen je nach betrachtetem Jahr. Bei einer anderen Speicherauslegung ändert sich der EFC entsprechend. Folglich führen höhere EPR-Auslegungen zu einer geringeren Zyklisierung der Batterien.

Hinweis: Diese Grafik berücksichtigt nicht das erforderliche Nachlademanagement.

Die kumulierte Energiemenge für die jeweilige erbrachte Dienstleistung wird hier auf Tagesbasis angezeigt. Dabei wird zwischen Laden und Entladen unterschieden. Die kumulierten Lade- und Entlademengen können aufgrund unterschiedlicher Ladezustände zu Beginn und am Ende des Tages sowie aufgrund von Ungleichgewichten im Netz und im Handel abweichen. Folgende Dienstleistungen werden angezeigt:

• Primärregelleistung(PRL)
• Sekundärregelleistung (SRL)
• Redispatch
• Energiehandel

Die angezeigten Leistungen können während des Betriebs überlagert werden, sodass die Summen der für jede Leistung/jedes Produkt angezeigten Energiemengen nicht dem physikalischen Energiedurchsatz des Batteriespeichersystems am Netzanschlusspunkt entsprechen.

Hier wird die kumulierte Energiemenge für die erbrachte Dienstleistung angezeigt. Dabei wird zwischen Laden und Entladen unterschieden. Die Frequenzregelreserve (PRL) ist die schnellste Art der Regelreserve, die direkt auf die Netzfrequenz reagiert. Die Frequenzregelreserve ist ein symmetrisches Produkt, d. h. Laden und Entladen sind theoretisch gleich. Die automatische Frequenzhaltungsreserve (SRL) ist die nachfolgende Regelreserve. Hier werden Laden, Entladen, Energie und Leistung unabhängig voneinander gehandelt und zugewiesen. Redispatch bezeichnet die kurzfristige, netzorientierte Umverteilung von Kraftwerkskapazitäten durch den Netzbetreiber, um Netzengpässe zu vermeiden und die Systemsicherheit zu gewährleisten. Scheduling-Transaktionen für Batteriespeichersysteme beziehen sich auf den gezielten Handel und die geplante Einspeisung oder Entnahme von Energie zu festgelegten Zeiten auf der Grundlage zuvor gehandelter Produkte auf dem Strommarkt. Da Batteriespeichersysteme ebenfalls Verluste aufweisen (Transformatoren, Umrichter, Batteriepacks), ist die geladene Menge immer größer als die entladene Menge. Da sich die dargestellten Produkte im Betrieb überlagern können, kann der physikalische Energiedurchsatz des Batteriespeichersystems am Netzanschlusspunkt von der Summe der für jede Dienstleistung/jedes Produkt angegebenen Energiemengen abweichen.

Die Batterieeffizienz beschreibt, wie viel der in einer Batterie gespeicherten Energie bei der Entladung wieder genutzt werden kann. Auf Batteriepackebene wird nicht nur die Zelleffizienz berücksichtigt, sondern auch die Verluste, die in den Verbindungskabeln, dem Batteriemanagementsystem (BMS), dem Balancing und den Kühlsystemen auftreten. Bei M5BAT ist das Kühlsystem nicht Teil der Effizienzbestimmung.

Anhand der Grafik lässt sich der Wirkungsgrad auf Batteriepackebene abschätzen. Dabei wird der Energiedurchsatz pro Batterieeinheit und Monat berücksichtigt. Aufgrund eines unterschiedlichen Ladezustands zu Beginn und am Ende des Monats kann es zu einem Fehler im Wert kommen. Dieser wird mit steigendem Energiedurchsatz kleiner. Für alle Lithium-basierten Batterieeinheiten werden Wirkungsgrade im Bereich von 90 bis 95 % angezeigt.

Bei Batterien ist die Anzahl der durchgeführten Ladezyklen ein wichtiger Parameter für die Beurteilung der Lebensdauer und Leistung. Jede Batterie kann bis zum Ende ihrer Lebensdauer nur eine begrenzte Anzahl von Ladezyklen durchlaufen. Kapazität und Leistung nehmen kontinuierlich ab. Je nach Zellchemie weisen die Batterien eine unterschiedliche Zyklenfestigkeit auf und altern je nach Zyklentiefe, Temperatur und Strombelastung unterschiedlich schnell. Die Grafik zeigt die täglichen äquivalenten Vollzyklen (EFC) des M5BAT-Batteriespeichersystems. Hier ist zu erkennen, dass die LTO-Batterieeinheit mehr Zyklen durchläuft, da es sich um eine zyklenstabilere Technologie handelt. Je nach Betriebsmodus und Belastung gibt es unterschiedliche äquivalente Vollzyklen pro Tag.