Die Arbonia bringt die Sonne ins Haus

Einführung

Die Arbonia wird im laufenden Jahr 2022 eine Batterie auf den Markt bringen, mit der Hausbesitzer ihren Solarstrom speichern können. Dieses neue Produkt bietet den Käufern einen hohen Mehrwert und unterstreicht gleichzeitig die Innovationskraft des Konzerns. Die Division HLK der Arbonia rundet ausserdem das Produktportfolio mit dem Energiespeicher ab: Sie kann nun ein vollständiges, aufeinander abgestimmtes System von Produkten für das Wärme- und Energiemanagement des Wohnraums anbieten. Dieser Stromspeicher wird darüber hinaus einen Beitrag zur Energiewende im Allgemeinen und zur Energieautarkie von Häusern im Speziellen leisten.

Vorzüge eines Energiespeichers

In vielen europäischen Staaten ist der verwendete Strommix nach wie vor durch fossile Energieträger wie Kohle oder Erdgas dominiert. Wer in einem modernen, energieeffizienten Wohnhaus lebt, möchte seine umweltfreundliche Wärmepumpe jedoch nicht mit fossilen Energien betreiben. Erneuerbare Energien haben jedoch den entscheidenden Nachteil, dass sie von externen Faktoren wie Wind oder Sonne abhängig sind und daher phasenweise mehr oder weniger Strom liefern.

Bei einem Wohnhaus mit eigener Photovoltaikanlage, welches mittlerweile zum Standard vielerorts in Europa gehört, wird tagsüber bei Sonneneinstrahlung mehr Strom gewonnen, als ein durchschnittlicher Haushalt tatsächlich verbraucht. In den Morgen- und Abendstunden, in denen der Strom hauptsächlich gebraucht wird, generiert die Anlage jedoch keinen Strom. Dies führt bereits heute zur paradoxen Situation, dass der gewonnene Strom in den Tagesstunden mangels Speichermöglichkeit günstig ins Netz abgegeben wird und abends zu einem höheren Preis (in Deutschland rund 20 Cent Preisunterschied pro kWh) zurückgekauft werden muss. Während dieser Verlust bei geförderten Systemen in Grenzen gehalten wird, gibt es in Deutschland beispielsweise bereits sehr viele Systeme, die nach 20 Jahren Stromproduktion ihre staatlich garantierte Einspeisevergütung verloren haben. In diesem Fall sinkt die Einspeisevergütung so stark ab, dass die Photovoltaikanlage kaum noch wirtschaftlich betrieben werden kann, während eine Eigennutzung des produzierten Stroms signifikante Einsparungen ermöglichen würde. An diesem Punkt setzt die neue Batterie der Arbonia an. Sie ermöglicht es, dass der selbstproduzierte Solarstrom tagsüber gespeichert und in den Morgen- und Abendstunden abgerufen werden kann. Dadurch wird der Eigennutzungsgrad signifikant gesteigert.

Die Technologie

Viele auf dem Markt bereits verfügbare Batterien nutzen die Lithium-Ionen-Technologie, die auch in der Elektromobilität oder bei kompakten Anwendungen wie Mobiltelefonen verwendet wird. Der Nachteil dieser Technologie besteht darin, dass die verwendeten Rohstoffe umstritten sind, die Batterien nach rund zehn Jahren deutlich an Kapazität verlieren und zudem leicht entflammbar sind. Der Vorteil ist die hohe Leistungsdichte, was die Batterien relativ klein und leicht macht.

Die Redox-Flow-Technologie der Arbonia wiegt bei gleicher Leistung deutlich mehr, was in der stationären Anwendung in Gebäuden jedoch irrelevant ist. Dafür bietet sie entscheidende Vorteile: Sie kann deutlich häufiger ge- und entladen werden, ohne an Leistung einzubüssen, und somit mehr als 20 Jahre wirtschaftlich betrieben werden, wogegen bei Lithium-Ionen-Batterien nach 10 Jahren eine stetige Kapazitätsreduzierung stattfindet. Darüber hinaus ist sie nicht brennbar, wodurch sie risikolos in Wohnhäusern eingesetzt werden kann.

Die elektrische Ladung bei Redox-Flow-Batterien wird in einer Flüssigkeit gespeichert. Wenn Energie benötigt wird, werden zwei unterschiedlich geladene Lösungen in einem sogenannten Stack aneinander vorbeigeführt, wodurch der Strom wieder freigesetzt wird. Die Flüssigkeit, die im Wesentlichen aus in Wasser gelöstem Vanadium besteht, ist ungefährlich.

Diese Technologie bietet daher nebst den genannten Vorteilen auch einen produktionstechnischen Vorteil: Die Kapazität der Batterie lässt sich über die Grösse der beiden Tanks einfach skalieren.

Das Produkt der Arbonia

Aus den beschriebenen Gründen hat sich die Arbonia für die Redox-Flow-Technologie entschieden. Diese wird seit den 1970er-Jahren erforscht bzw. als Puffer in grösseren Anwendungen wie Kraftwerken oder Windkraftanlagen eingesetzt. Es war allerdings einiges an Forschungsarbeit notwendig, um diese Technologie für den Einsatz in einer haushaltsüblichen Grössenordnung zu verkleinern. Dazu hat das Forschungs- und Entwicklungszentrum am Standort Plattling (D) mit Volterion, einer Auskopplung des Fraunhofer-Instituts für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik, zusammengearbeitet. Gemeinsam mit dem Institut hat die Division HLK das Produkt für den Einsatz im Wohnbau optimiert, sodass es Mitte des Jahres 2022 auf den Markt gebracht werden kann.

Derzeit befinden sich mehrere Vorseriengeräte in der Erprobungs- und Optimierungsphase. Die Serienproduktion startet planmässig zur Markteinführung Mitte 2022 bei Kermi in Plattling (D).

Zunächst startet der Vertrieb mit einem Modell mit 6 kWh Speicherkapazität, welches in etwa das Format eines normalen Kühlschranks hat. In dieser Grösse wird der Eigennutzungsgrad bereits signifikant gesteigert, sodass beispielsweise eine Wärmepumpe hocheffizient betrieben werden kann. Ein Einfamilienhaus (basierend auf dem Durchschnittsverbrauch eines Vier-Personen- Haushalts von etwa 10 kWh) erzielt mit diesem Modell jedoch noch keine vollständige Unabhängigkeit vom Stromnetz. Ab 2023 werden dann auch Modelle mit einer Kapazität von 10 kWh und 15 kWh verfügbar sein.

Der Batteriespeicher wird zunächst im deutschen Markt vertrieben und anschliessend auch in anderen Ländern angeboten. Allein in Deutschland ist das Potenzial mit rund 110’000 verkauften Heimbatterien im Jahr 2020 bereits riesig. Dieser Markt soll sich bis 2030 auf über 660’000 Batterien vervielfachen, weshalb die Arbonia von den Wachstumschancen des Produkts überzeugt ist.

Einen zusätzlichen Mehrwert gibt es sowohl für den Nutzer als auch den Installateur, wenn die abgestimmten Produkte zur modernen Wärmeerzeugung und optimalen Wärmeübertragung sowie zur Energiespeicherung komplett von der Arbonia als Systeme bezogen werden: Die einzelnen Komponenten brauchen nur miteinander verbunden und eingeschaltet werden. Das System muss nicht aufwendig eingerichtet und kalibriert werden, sondern liefert unmittelbar das gewünschte, optimale Raumklima.