Definition
Als Augmentation bezeichnet man im Bereich von Batteriespeichersystemen die gezielte Erweiterung oder Nachrüstung eines bestehenden Speichers durch zusätzliche Batteriemodule oder Batterieracks. Ziel ist es, Kapazitätsverluste durch Alterung auszugleichen oder die nutzbare Speicherkapazität an steigende Anforderungen anzupassen.
Der Begriff wird vor allem bei größeren gewerblichen und industriellen Batteriespeichern (BESS – Battery Energy Storage Systems) verwendet, gewinnt aber auch im Bereich großer Heimspeicher zunehmend an Bedeutung.
Warum ist Augmentation notwendig?
Lithium-Ionen-Batterien verlieren im Laufe ihrer Lebensdauer kontinuierlich an Speicherkapazität. Je nach Zellchemie, Nutzungsprofil und Umgebungsbedingungen kann die nutzbare Kapazität nach zehn bis fünfzehn Jahren deutlich unter dem ursprünglichen Wert liegen.
Bei Batteriespeichern, die bestimmte Leistungs- oder Kapazitätsanforderungen erfüllen müssen, kann dieser Kapazitätsverlust wirtschaftlich oder technisch problematisch werden. Durch eine Augmentation wird zusätzliche Batteriekapazität installiert, um den ursprünglichen Energieinhalt wiederherzustellen oder sogar zu erhöhen.
Formen der Augmentation
Kapazitätserweiterung
Der Speicher wird durch zusätzliche Batteriemodule vergrößert, um mehr Energie speichern zu können. Dies geschieht häufig, wenn der Stromverbrauch steigt oder zusätzliche Verbraucher wie Wärmepumpen, Wallboxen oder neue Produktionsanlagen hinzukommen.
Ersatz alter Batteriemodule
Stark gealterte Batteriemodule werden teilweise oder vollständig ersetzt, um die ursprüngliche Leistungsfähigkeit des Speichers wiederherzustellen.
Geplante Augmentation
Bei vielen Großspeichern wird die Augmentation bereits bei der Projektplanung berücksichtigt. Betreiber kalkulieren von Anfang an mit einer späteren Nachrüstung, um über die gesamte Vertragslaufzeit eine definierte Speicherkapazität sicherzustellen.
Technische Herausforderungen
Eine Augmentation ist nicht immer unkompliziert. Neue Batteriemodule besitzen oft andere elektrische Eigenschaften als ältere Module. Unterschiede bei:
- Ladezustand (State of Charge, SoC)
- Innenwiderstand
- Zellalterung
- Zellchemie
- Herstellertechnologie
können zu Ungleichgewichten im Speichersystem führen.
Deshalb müssen Batteriemanagementsysteme (BMS) und Wechselrichter die neuen Komponenten unterstützen. In vielen Fällen empfiehlt sich die Erweiterung über separate Batterieracks oder eigenständige Batteriestacks, anstatt neue und alte Zellen direkt miteinander zu kombinieren.
Vorteile der Augmentation
- Verlängerung der wirtschaftlichen Nutzungsdauer des Speichers
- Ausgleich von Kapazitätsverlusten durch Alterung
- Anpassung an steigenden Energiebedarf
- Verbesserung der Wirtschaftlichkeit bestehender Anlagen
- Vermeidung eines vollständigen Speicheraustauschs
Bedeutung für die Energiewende
Insbesondere bei netzgekoppelten Großspeichern wird die Augmentation zunehmend zu einem wichtigen Bestandteil der Betriebsstrategie. Betreiber können dadurch die ursprünglich geplante Speicherkapazität über viele Jahre aufrechterhalten und die Rentabilität ihrer Investition verbessern.
Mit dem weiteren Ausbau von Batteriespeichern für Netzstabilisierung, Lastmanagement und erneuerbare Energien wird die Augmentation künftig eine immer größere Rolle spielen.