Fraunhofer Austria entwickelt Simulator für optimale Batteriegröße
Forschungsprojekt zeigt: Viele private Batteriespeicher sind zu groß und rechnen sich wirtschaftlich nicht. 10 kWh-Batterien meist unrentabel.
Die Entscheidung für einen Batteriespeicher zur Photovoltaikanlage wird oft aus dem Bauch heraus getroffen - mit teuren Folgen. Eine aktuelle Studie von Fraunhofer Austria zeigt: Viele Haushalte kaufen überdimensionierte Batteriespeicher, die sich wirtschaftlich nie rentieren. Das Forschungsteam hat im Rahmen des FFG-Projekts iLESS einen Simulator entwickelt, der die optimale Batteriegröße berechnet.
"Wir haben in unserer Recherche zu erneuerbaren Energien festgestellt, dass es keine frei verfügbaren Rechner gibt, die es Privatpersonen ermöglichen, den für sie optimalen Batteriespeicher auszuwählen", erklärt Marco Hudelist, Projektleiter beim Fraunhofer Austria Innovationszentrum Digitalisierung und Künstliche Intelligenz. Daher entwickelten die Forscher einen prototypischen Simulator, der datenbasierte Entscheidungen ermöglicht.
Die Ergebnisse der Testläufe sind ernüchternd: In einem typischen Haushalt mit Standard-Haushaltsgeräten und Wärmepumpe amortisiert sich eine 5 kWh Batterie erst nach acht Jahren. Die von Anbietern oft empfohlenen 10 kWh Batterien erweisen sich als deutlich überdimensioniert und wirtschaftlich unrentabel.
Für eine aussagekräftige Berechnung benötigt der Simulator verschiedene Datenpunkte, die Hausbesitzer meist bereits vorliegen haben:
"Man sieht in der Simulation genau, ob eine Batterie mit einer bestimmten Größe in dieser Konfiguration überhaupt jemals voll werden würde, wann Strom ins Netz gespeist und wann Batteriestrom verbraucht werden würde", erklärt Claudia Maußner, wissenschaftliche Mitarbeiterin bei Fraunhofer Austria.
Das wichtigste Element für eine präzise Simulation ist das Lastprofil, das Stromverbrauch und -produktion im genauen Zeitverlauf abbildet. Diese Daten liefern moderne Smartmeter automatisch. In der Simulation wird dann berechnet, wie sich der Ladezustand der Batterie über Zeit entwickelt und ob die gewählte Größe optimal ausgenutzt wird.
Das Simulationsprogramm erstellt eine detaillierte Tabelle, die verschiedene Batteriekapazitäten ihrer jeweiligen Amortisationszeit gegenüberstellt. Die Ergebnisse zeigen deutlich: Die häufig beworbenen 10 kWh Batterien sind für typische österreichische Haushalte tendenziell nicht wirtschaftlich sinnvoll.
Selbst eine wesentlich günstigere 5 kWh Batterie rentiert sich erst nach acht Jahren - ein kritischer Wert, wenn man die typische Batterie-Lebensdauer von zehn Jahren berücksichtigt. Nach dieser Zeit bleiben nur zwei Jahre für den tatsächlichen wirtschaftlichen Nutzen.
"Die Entscheidung muss aber nicht allein auf der Amortisationszeit beruhen. Natürlich kann man sich im Sinne der Autarkie ganz bewusst für eine größere Batterie entscheiden, auch wenn diese sich wirtschaftlich nicht rechnet", betont Marco Hudelist. "Uns war es wichtig, den Menschen Transparenz und Information zu bieten, damit sie datenbasiert die individuell passende Entscheidung treffen können."
Derzeit ist das Simulationsprogramm noch nicht als fertige Software verfügbar. Als Forschungsprototyp erfordert es noch manuelle Datenaufbereitung im Vorfeld. Das Potenzial für eine kommerzielle Umsetzung ist jedoch beträchtlich, angesichts des boomenden Marktes für private Photovoltaikanlagen in Österreich.
"Wir freuen uns, wenn der öffentliche Sektor die Relevanz wahrnimmt. Ideal wäre auch, wenn zum Beispiel Hersteller von Batterien oder PV-Anlagen hier die Initiative ergreifen und die Idee mit unserer Unterstützung zu einer produktiven Software weiterentwickeln", erklärt Hudelist.
Der Simulator wurde bereits Anfang März auf der International Conference on Agents and Artificial Intelligence (ICAART) präsentiert und stieß auf großes Interesse in der Fachwelt. Die Forschungsergebnisse könnten wegweisend für die gesamte Branche werden.
Die Entwicklung des Batteriespeicher-Simulators zeigt exemplarisch, wie digitale Tools die Energiewende unterstützen können. Durch datenbasierte Entscheidungshilfen könnten Fehlinvestitionen vermieden und die Akzeptanz erneuerbarer Energien gesteigert werden.
Das Fraunhofer-Team hofft, dass die Erkenntnisse aus dem iLESS-Projekt zur Entwicklung benutzerfreundlicher Software führen, die Privatpersonen bei der optimalen Dimensionierung ihrer Energiespeicher unterstützt. Dies wäre ein wichtiger Schritt für eine effizientere und wirtschaftlichere Nutzung erneuerbarer Energien in österreichischen Haushalten.
Interessierte können sich bei Fraunhofer Austria über die Forschungsergebnisse informieren und möglicherweise an der Weiterentwicklung des Simulators mitwirken.