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 aktuelle Einspeisung ins Netz. Steigt die Frequenz an, ist zu viel Strom im Netz. Kleinere Frequenzschwankungen um 50 Hz werden durch Regelleistungsprodukte wie die Primärregelleistung ausgeglichen. Größere Frequenzschwankungen werden durch andere Regelreserveprodukte wie die Sekundärregelleistung kompensiert. Die Grafik zeigt die gemessene Netzfrequenz über die letzten 30 Minuten. Stärkere Frequenzabweichungen sind vor allem um die vollen Stunden 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 Primärregelleistung (FCR) in Deutschland ist ein Energie-zu Leistungs-Verhältnis (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 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 für FCR erforderliche Nachlademanagement.

Hier wird die kumulierte Energiemenge für die jeweils erbrachte Dienstleistung auf täglicher Basis gezeigt. Dabei wird zwischen Ladung und Entladung unterschieden. Durch unterschiedliche Ladezustände zu Tagesbeginn und Tagesende, sowie Unausgeglichenheiten des Netzes und der Vermarktung, können die kumulierten Ladungen und Entladungen voneinander abweichen. Gezeigt sind die folgenden Dienstleistungen:

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

Die gezeigten Dienstleistungen können im Betrieb überlagert werden , sodass die Summen der gezeigten Energiemengen je Dienstleistung / Produkt nicht dem physischen Energiedurchsatz des Batteriespeichers am Netzanschlusspunkt entsprechen.

Hier wird die kumulierte Energiemenge für die jeweils erbrachte Dienstleistung gezeigt. Dabei wird zwischen Ladung und Entladung unterschieden. Die Primärregelleistung (PRL) ist die schnellste Art der Regelreserve, wobei direkt auf die Netzfrequenz reagiert wird. Primärregelleistung ist ein symmetrisches Produkt, wodurch theoretisch Ladung und Entladung gleichgroß sind. Die Sekundärregelleistung (SRL) ist die nachfolgende Regelreserve. Hierbei werden Ladung, Entladung, Energie und Leistung unabhängig voneinander Gehandelt und vergeben. Redispatch bezeichnet die kurzfristige, netzorientierte Umverteilung von Kraftwerksleistungen durch den Netzbetreiber, um Netzengpässe zu vermeiden und die Systemsicherheit zu gewährleisten. Als Fahrplangeschäfte für Batteriespeicher bezeichnet man den gezielten Handel und die geplante Einspeisung oder Entnahme von Energie zu festgelegten Zeiten, die auf zuvor gehandelten Produkten im Strommarkt basieren.

Da auch Batteriespeicher Verluste aufweisen (Transformatoren, Umrichter, Batteriepacks) ist die geladene Menge immer größer als die entladene Menge. Da die gezeigten Produkte im Betrieb überlagert werden können, kann der physische Energiedurchsatz des Batteriespeichers am Netzanschlusspunkt möglicherweise von der Summe der gezeigten Energiemengen je Dienstleistung / Produkt abweichen.

Die Batterieeffizienz beschreibt, wie viel der eingespeicherten Energie in einer Batterie beim Entladen wieder nutzbar ist. Auf dem Batteriepacklevel wird nicht nur die Zell-Effizienz betrachtet, sondern auch die Verluste, die in den Verbindungsleitungen, dem Batteriemanagementsystem (BMS), dem Balancing und den Kühlsystemen auftreten. Für M5BAT ist das Kühlsystem nicht Teil der Effizienzbestimmung.

Mit der Grafik kann die Effizienz auf Batteriepacklevel abgeschätzt werden. Hierbei wird der Energiedurchsatz pro Batterieeinheit pro Monat betrachtet. Durch eine Differenz des Ladezustandes am Monatsbeginn und Monatsende kann ein Fehler in den Wert eingetragen werden. Dieser wir bei zunehmendem Energiedurchsatz kleiner. Für alle Lithium-basierten Batterieeinheiten zeigen sich Effizienzwerte im Bereich von 90 bis 95%.

Für Batterien stellt die Anzahl der durchfahrenen Zyklen einen wichtigen Parameter zur Bewertung der Lebensdauer und der Leistungsfähigkeit dar. Jede Batterie kann bis zum Lebensdauerende nur eine begrenzte Anzahl an Zyklen durchfahren. Dabei nehmen die Kapazität und Leistungsfähigkeit kontinuierlich ab. Die Batterien sind abhängig von der Zellchemie unterschiedlich zyklenfest und altern in Abhängigkeit der Zyklentiefe, der Temperatur und Strombelastung unterschiedlich schnell.

Die Grafik zeigt die täglichen äquivalenten Vollzyklen (EFC) des Batteriespeichers M5BAT. Hierbei zeigt sich, dass die LTO-Batterieeinheit stärker zyklisiert wird, da es sich hierbei um eine zyklenstabilere Technologie handelt. Je nach Betriebsart und Belastung zeigen sich unterschiedliche äquivalente Vollzyklen pro Tag.