Seit Juni 2019 betreibt die Migros Zürich in Schlieren-Rietbach ihre erste Plusenergie-Filiale: Sie produziert auf ihrem Dach mehr Energie als sie selbst benötigt. Das Projekt wurde deshalb nachträglich mit einem grossen Salz-Nickel-Batteriespeicher ergänzt, welcher vor allem das Ziel hatte, den Tagesüberschuss in die Nacht umzulagern.
Ziel
Seit Juni 2019 betreibt die Migros Zürich in Schlieren-Rietbach ihre erste Plusenergie-Filiale: Sie produziert auf ihrem Dach mehr Energie als sie selbst benötigt. Innerhalb der gesamten Migros gibt es schon mehrere Objekte dieser Art, diejenige in Schlieren ist mit über 2'600 m2 Verkaufsfläche die grösste davon.
Voraussetzung für ein solches Projekt ist es, alle Energieverbraucher der Liegenschaft mit bestmöglicher Energie-Effizienz zu bauen. So liefert die mit CO2 betriebene gewerbliche Kälteanlage neben der Produktekühlung auch die gesamte Wärme und im Sommer die Klimakälte für das Gebäude. Dieses ist im Minergie-Standard gebaut, auf eine fossile Zusatzheizung kann verzichtet werden.
Neben dem natürlichen Kältemittel CO2 trägt auch der Holzbau viel zur Nachhaltigkeit bei. Er sorgt für ein gutes Raumklima, und spart viel energieintensiven Beton ein.
Rahmenbedingungen
Um den Gesamt-Energiebedarf zu decken sind 800 kWp Photovoltaik (PV) erforderlich. Mit den ost-west-aufgeständerten PV-Modulen auf dem Hauptdach konnte dieser Bedarf nicht abgedeckt werden kann. Erst durch die Realisierung eines vorgelagerten Carports mit transluzenten Modulen wurde das Ziel erreicht.
Umsetzung
Die grosse PV-Anlage liefert den Strom primär für das Gebäude, erzeugt aber vor allem im Sommer grosse Überschüsse. Im vorliegenden Fall sind das bis zu 500 kW, welche ins Netz zurückgeliefert werden, und in der Nacht dann fehlen. Das Projekt wurde deshalb nachträglich mit einem grossen Batteriespeicher ergänzt, welcher vor allem das Ziel hatte, den Tagesüberschuss in die Nacht umzulagern.
Auf dem Markt sind bis anhin vor allem die im Mobilitätsbereich verbreiteten Lithium-Ionen-Speicher erhältlich. Umweltfreundlichere Batteriespeicher sind noch wenig verbreitet, wodurch die Produkte im Vergleich noch teuer sind. Konkret gibt es vor allem salzbasierte Speicher, zum Beispiel der Salz-Nickel-Speicher oder ein Typ auf Basis von wässrigen Salzionen. Diese vereinen Vorteile wie Ungiftigkeit und Material-Verfügbarkeit sowie Sicherheit im Betrieb (nicht brennbar, nicht explosiv).
In Schlieren fiel die Wahl auf die Salz-Nickel-Batterie, welche auf einer Betriebstemperatur von rund 300°C betrieben wird. Die Kapazität von 540 kWh reicht im Sommer für eine Nacht, mit 7 Tonnen (ca. 75 Wh/kg) ist die Energiedichte etwas kleiner als bei Lithium-Batterien. Sie wird von der Schweizer Firma FZSoNick hergestellt.
Fazit / Resultat
Die Erfahrungen der ersten Zeit zeigen, dass sich das Konzept bewährt. Im ersten Jahr hatte die PV-Anlage den Bedarf um 10% übertroffen. Auch der Speicher läuft zuverlässig und wird neben der Umlagerung auch insbesondere zur Leistungsspitzen-Reduktion verwendet. Diese lassen sich im Sommer um über 50% reduzieren, im Winter um ca. 20%. Der direkte Eigennutzungsgrad des PV-Strom konnte von 40 auf 55% gesteigert werden. Die Batterie bietet aber nebenbei auch Vorteile im Falle von Netz-Instabilitäten.
Nicht unbedeutend ist aber der durch die Abwärme verursachte Energieverlust. Eine Herausforderung stellt zudem das Lade-Entladeregime dar, die vorhandenen Tools bedürfen dazu noch weiterer Entwicklung.
Der wirtschaftliche Betrieb hängt neben der Preisentwicklung vor allem von der (lokalen und zeitlichen) Struktur der Stromtarife ab. Zusätzlich ist aber auch die Gewichtung der Sicherheit im Falle von Netz-Instabilitäten ein wichtiger Punkt. Sobald die Kosten fallen, dürften sich Batteriespeicher im Gebäudebereich rasch verbreiten, vor allem für die kurzfristige Speicherung von PV-Strom.
Weiterführende Links:
Nachhaltigkeit: gemeinsam einfach machen | Unternehmen (migros.ch)
MIGROS erhält den grössten Salzbatteriespeicher schweizweit (innov.energy)
Eckdaten / Kennzahlen
Die PV-Anlage:
Die Salz-Nickel-Batterie:
