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Peak Shaving

Wie funktioniert Lastspitzenkappung mit Gewerbespeicher?

Stromkunden zahlen nicht nur für den verbrauchten Strom pro Kilowattstunde, sondern auch für die Bereitstellung von Leistung. Vor allem bei ungleichmäßigem Stromverbrauch mit sogenannten Lastspitzen kann das zu einer erhöhten Stromrechnung führen. Mit Peak Shaving oder Lastspitzenkappung werden diese Lastspitzen reduziert und Großverbraucher sparen erhebliche Kosten ein. Dabei gibt es allerdings einiges zu beachten.

    Peakshaving, zwei Grafiken demonstrieren, wie Lastspitzenkappung einen Lastgang beeinflussen kann. Grafik: Krannich Solar
    Ein beispielhaftes Lastendiagramm vor und nach Peak Shaving: Die Lastspitzen werden bei 100 kW gekappt, der benötigte Strom wird statt aus dem Netz aus dem Batteriespeicher bezogen.

    Einige Beispiele für Lastspitzen

    • Der Stromverbrauch eines Milchviehbetriebes ist besonders hoch, wenn die Melkmaschinen arbeiten. Die Lastspitzen treten zwei Mal täglich auf. 
    • Öfen verbrauchen besonders viel Strom, wenn sie hochheizen. In Großbäckereien können dadurch relevante Lastspitzen entstehen.
    • In anderen fertigenden Betrieben laufen die Maschinen durch, eine Pause gibt’s nur an Sonn- oder Feiertagen. Laufen dann beispielsweise montags alle Maschinen an, steigt der Stromverbrauch und Lastspitzen entstehen.

    Wie funktioniert Peak Shaving?

    Beim Peak Shaving oder der Lastspitzenkappung werden Lastspitzen abgeschnitten, beziehungsweise gekappt. Dabei wird ein bestimmter Stromverbrauch angestrebt, das Unternehmen verbraucht dann zu keinem Zeitpunkt im Jahr mehr als die definierte Spitzenlast.

    Um das zu erreichen, gibt es verschiedene Möglichkeiten, die aber je nach Unternehmen nicht alle sinnvoll sind:

    • Lasten vermeiden: Das Unternehmen setzt bestimmte Verbraucher einfach nicht ein. Das ist für die wenigsten Unternehmen eine Option.
    • Laststeuerung beziehungsweise Lastverschiebung: Bestimmte Verbraucher werden zu einem anderen Zeitpunkt als ursprünglich eingesetzt, nämlich dann, wenn der restliche Stromverbrauch eines Unternehmens niedriger ist.
    • Peak Shaving mit Stromspeicher: Ein Batteriespeicher stellt die Leistung zu Spitzenlastzeiten zur Verfügung. Der Speicher wird aus der PV-Anlage oder zu Niedriglastzeiten aus dem Stromnetz  aufgefüllt.

    Wie hoch ist der Leistungspreis bei Großverbrauchern?

    Deutschlandkarte mit farblich abgegrenzten Regionen, je nach Leistungspreis, Grafik: ene't

    Stromversorgungsunternehmen lassen es sich bezahlen, jederzeit die maximal benötigte Leistung zur Verfügung zu stellen und legen die notwendigen Investitionen in den Netzausbau auch über den sogenannten Leistungspreis um. Gemessen wird diese Leistung anhand von Lastgängen, also der abgerufenen Leistung innerhalb eines Zeitraums von 15 Minuten. Dafür wird ein RLM-Zähler benötigt, also eine registrierende Leistungsmessung.  

    Gezahlt wird einerseits die tatsächlich verbrauchte Energiemenge von beispielsweise 150 MWh, und zusätzlich ein Leistungspreis pro kW Spitzenlast, die irgendwann im Laufe eines Jahres abgerufen wurde – selbst dann, wenn eine solche Spitzenlast nur ein einziges Mal im Jahr benötigt wurde. Spitzenlasten können in die Höhe schnellen, wenn beispielsweise mehrere Maschinen gleichzeitig hochgefahren werden oder wenn viele Kunden gleichzeitig ihr Elektroauto an einer großen Ladestation aufladen. 

    Der Energiedienstleister ene’t veröffentlichte im Januar 2024 die Leistungspreise der deutschen Netzbetreiber. Daraus wird ersichtlich: Pro Kilowatt Spitzenleistung werden zwischen 60 und 440 Euro pro Jahr fällig. 

    Was sind Vollbenutzungsstunden und welchen Einfluss haben sie auf die Stromrechnung?

    Bei der Betrachtung der Stromkosten gibt es allerdings einen weiteren Wert zu berücksichtigen, die Vollbenutzungsstunden.

    Vollbenutzungsstunden oder Benutzungsstunden sind ein rechnerischer Wert, der zur Stromabrechnung eingesetzt wird. Er wird auch Jahresbenutzungsdauer genannt. Der Wert gibt an, wie viele Nutzungsstunden im Jahr abgerufen wurden. Errechnet wird die Jahresbenutzungsdauer mit folgender Formel:

    Jahresenergieverbrauch in kWh / Spitzenlast in kW

    Einige Rechenbeispiele:

    • Bei einem Jahresverbrauch von 1.000.000 kWh und einer Spitzenlast von 250 kW errechnet sich eine Jahresbenutzungsdauer von 4.000 Vollbenutzungsstunden. 
    • Ein möglichst konstanter Stromverbrauch führt zu einem hohen Wert. Wer beispielsweise das ganze Jahr über konstant 50 kW Leistung bezieht, hat einen Jahresverbrauch von 438.000 kWh, die Jahresbenutzungsdauer beträgt demzufolge 8.760 Stunden. Das ist der Maximalwert - so viele Stunden hat ein Jahr.
    • Wer dagegen nur eine einzige Stunde im Jahr 50 kW Leistung bezieht, hat auch einen Jahresstromverbrauch von 50 kWh und damit eine Jahresbenutzungsdauer von 1 Stunde.

    Für Großkunden gibt es mehrere wichtige Grenzwerte:

    • Unter 2.500 Stunden Jahresnutzungsdauer ist der Energiepreis relativ hoch. Die Kosten, die Lastspitzen verursachen, sind dagegen kaum der Rede wert. Ein Batteriespeicher eignet sich besonders zur Eigenverbrauchsmaximierung und amortisiert sich in der Regel in unter 10 Jahren.
    • Ab 2.500 Stunden Jahresbenutzungsdauer steigt der Leistungspreis pro Kilowattstunde Spitzenlast, der Arbeitspreis pro Kilowattstunde ist in der Regel jedoch erheblich niedriger. Ein Speicher eignet sich besonders zur Lastspitzenkappung und amortisiert sich oft schon nach wenigen Jahren. 
    • Ab 10 GWh pro Jahr haben jene Abnehmer Anspruch auf individuelle Netzentgelte, die bei 7.000 Vollbenutzungsstunden liegen. Dann werden weitere Szenarien interessant, etwa atypische Netznutzung, Netzentgeltersparnisse und Flexibilitätsvermarktung, beispielsweise mithilfe eines Vermarkters. 
    • Steigen die Benutzungsstunden über 7.500 oder gar 8.000, dann steigt auch der Rabatt. Netzbetreiber belohnen demzufolge besonders große Stromabnehmer dafür, das Netz möglichst konstant zu belasten.

    Was sollten Anlagenplaner beim Peak Shaving beachten?

    Vor allem die 2.500-Stunden-Grenze stellt einen rechnerisch und planerisch interessanten Punkt dar:

    Durch eine PV-Anlage und optimierten Eigenverbrauch sinkt nicht nur der Strombezugsbedarf, es sinkt auch die Jahresbenutzungsdauer. Fällt sie unter 2.500 Stunden, steigt der Arbeitspreis und Multi-Use-Anwendungen werden sinnvoll. Ein Teil der Kapazität des Batteriespeichers könnte zur Spitzenlastkappung genutzt werden und der andere Teil für die Eigenverbrauchsmaximierung.

    Anlagenplaner finden also auf Basis des jeweiligen Stromtarifs und Lastgangs des Kunden die wirtschaftlich reizvollste Kombination aus Speicher- und Anlagengröße.
     

    Wie können PV-Anlagen und Gewerbespeicher Stromkosten reduzieren?

    Liegt die Jahresbenutzungsdauer über 2.500 Stunden, können Leistungskosten auf mehrere Weisen reduziert werden:

    Zum einen, indem die Jahresbenutzungsdauer auf unter 2.500 Stunden gedrückt wird, was durch eine PV-Anlage und Eigenverbrauchsoptimierung gelingen kann.

    Zum anderen, indem durch den Einsatz eines Gewerbespeichers die Lastspitzen an einem festgelegten Grenzwert gekappt werden. Wird dieser Grenzwert überschritten, liefert der Speicher den benötigten Strom und die Leistungsspitzen im Lastgang werden an dieser festgelegten Grenze abgeschnitten. Aufgefüllt wird der Speicher über den PV-Anlagenüberschuss – oder auch durch Netzbezug. Dann ändert sich zwar nichts am Stromverbrauch, sehr wohl aber am Leistungspreis. 

    Ob Lastspitzenkappung eine sinnvolle Option ist und um diese dann optimal einsetzen zu können, muss der Speicher an die jeweiligen Gegebenheiten angepasst werden:

    • Ist eine PV-Anlage vorhanden? Welche Leistung bringt sie? Ist es sinnvoll, eine Anlage neu zu installieren oder zu erweitern?
    • Wie sieht der Stromverbrauch aus und welche Spitzenlasten werden erreicht? Diese Informationen können dem individuellen Lastgang entnommen werden, den der Energieversorger ab einem Strombezug von 100 MWh im Jahr bereitstellt.
    • Welche Netzentgelte anfallen, kann dem öffentlichen Preisblatt des Energieversorgers entnommen werden. Welcher Energieversorger zuständig ist, lässt sich über die Karte der Störungsauskunft herausfinden: Einfach links unten auf die Lupe klicken und Ort oder Postleitzahl eingeben. 
    • Wie viele Stunden beträgt die Jahresbenutzungsdauer? Diesen Wert sollten Anlagenplaner unbedingt berücksichtigen.

    Weitere Infos über Gewerbespeicher & Einsatzgebiete

    Die wichtigsten Infos rund um Gewerbespeicher haben wir für Sie auf unserer Themenwelt zusammengetragen:

    • Einsatzgebiete wie Eigenverbrauch, atypische Netznutzung, Netzausbau vermeiden, Notstrom, Time of Use oder Stromhandel
    • Die Batterietechnologie von Gewerbespeichern
    • wichtige Planungstools
    • Informationen über unsere Hersteller

    https://shop.krannich-solar.com/themenwelten/gewerbespeicher/

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