Gebäudesysteme

(Bild: GettyImages)

SIA- Merkblatt 2061: Batteriespeichersysteme in Gebäuden.

Speichersystemeinsatz am Beispiel einer Bezugsspitzenminimierung (Quelle: Merkblatt SIA 2061)

Schnittstellen bei Batteriespeichersystemen. EMS = Energiemanagementsystem, BMS = Batteriemanagementsystem. (Quelle: Merkblatt SIA 2061)

Merkblatt SIA 2061: Batteriespeichersysteme in Gebäuden

Von den einen als ökologische Fehlentwicklung verschrien, von den anderen als neuste technische Errungenschaft gelobt, etablieren sich elektrische Energiespeichersysteme in Gebäuden. Das Merkblatt SIA 2061 stellt Merkmale, Betreibermodelle und Betriebsweisen vor.

Angesichts der vielen Fachpublikationen über Batteriespeichersysteme stellt sich die Frage, weshalb sich auch der SIA mit diesem Thema vertieft auseinandersetzt. Die Antwort ist naheliegend: die Energiestrategie 2050 des Bundes. Denn die Bedeutung von Batteriespeichersystemen in Gebäuden nimmt aufgrund der Energiestrategie stark zu. Es existieren zwar Fachpublikationen, diese sind aber nur bedingt für Generalistinnen und Generalisten im Bauwesen geeignet und decken meist spezielle Sichtweisen auf Batteriesysteme ab. Daher sind einfach anwendbare Umsetzungshilfen im Gebäudebereich notwendig. Diese Lücke soll nun das neue Merkblatt SIA 2061 «Batteriespeichersysteme in Gebäuden» schliessen. Der SIA hat bereits das Merkblatt SIA 2060 «Infrastruktur für Elektrofahrzeuge in Gebäuden» entwickelt, und das Merkblatt SIA 2062 «Integration von Photovoltaik in Gebäuden» ist in Bearbeitung. Hiermit steht ein Paket von Merkblättern zur Verfügung, das Fragestellungen rund um Elektrizität, Mobilität und Speicherung abdeckt.

Einsatzgebiete des neuen Merkblatts
Das Merkblatt beschränkt sich bewusst auf Ein- und Mehrfamilienhäuser sowie Gewerbebauten. Hierbei werden Bestands- und Neubauten, auch in Kombination mit Photovoltaik, betrachtet. Das sind typischerweise die Bauobjekte, bei welchen kaum hochspezialisierte Expertinnen und Experten für die Unterstützung zur Verfügung stehen.
Ob das Batteriespeichersystem hauptsächlich für die Eigenverbrauchs- oder Lastspitzenoptimierung oder als Backup-Lösung eingesetzt werden soll, entscheidet das Kundenbedürfnis. Bei der Dimensionierung muss eine Balance gefunden werden zwischen wirtschaftlicher Tragbarkeit, der Leistungsfähigkeit einer eventuell vorhandenen Photovoltaikanlage und den elektrischen Verbraucherprofilen. Zudem müssen geeignete Räume gefunden werden, die den gesetzlichen Anforderungen bezüglich Sicherheit und Brandschutz genügen.

Betreibermodelle und Betriebsweisen
Der Grundsatz, dass die Hülle eines Gebäudes nur einer Hausbesitzerin gehört, hat sich bereits beim Einsatz von Photovoltaik geändert. Ein Eigentümer kann beispielsweise das Dach für eine Photovoltaik-Anlage vermieten. Die in die Photovoltaik-Anlage investierenden Personen können den Betrieb der Anlage zusätzlich an eine Drittfirma vergeben. Diese verschachtelten Besitz- und Abhängigkeitsverhältnisse setzen sich bei den Batteriespeichern fort. So werden neben den traditionellen Rollen der Hauseigentümer neue Rollen wie die der Investierenden, Betreibenden und Nutzenden der Batteriespeichersysteme geschaffen. Abhängig von den Besitzverhältnissen ergeben sich zudem andere Betreibermodelle: Eigenversorgung, Elektrizitätsankauf und -verkauf, Netzanschluss- und Leistungsoptimierung sowie der Betrieb in einer Community, der in der Schweiz allerdings noch nicht zulässig ist.
Hiermit wird auch klar, dass die Betriebsweisen der Anlagen einen wesentlichen Einfluss auf die dynamische Optimierung haben. Wird beispielsweise bei einem Gewerbebetrieb ein erhöhter Leistungsbedarf nicht durch einen verstärkten Netzanschluss ausgeglichen, besteht die primäre Aufgabe der Optimierung darin, zu verhindern, dass eine zu hohe Leistung vom elektrischen Netz bezogen wird. Die Batterie wird in diesem Falle als Zwischenspeicher für Spitzenlast im Gebäude eingesetzt. Aus Sicht der Kundschaft ist es natürlich wünschbar, dass über die Lebensdauer der Anlage die Optimierungskriterien angepasst werden können.

Systembeschreibung
Das Merkblatt SIA 2061 legt Wert darauf, eine allgemeine Verständigung der Begriffe und des Systemaufbaus zu geben. Dies beginnt mit der Beschreibung der technischen Parameter der Batterien über die Einbettung in die übergeordneten Systeme wie Batterie- und Energiemanagementsysteme, Wechselrichter, bis zu elektrischen und gebäudetechnische Anlagen. Die Intelligenz der Anlage steckt heute im Energiemanagementsystem, das die Energie- und Leistungsoptimierung mit einem Softwareprogramm macht.

Projektierung, Ausführung, Inbetriebnahme, Betrieb, Rückbau
Eine wichtige Rolle im neuen Merkblatt spielt die Praxistauglichkeit. Deshalb geht es ausführlich auf Projektierung, Ausführung, Inbetriebnahme, Betrieb und Rückbau ein. Die Projektierung erfolgt gewerkeübergreifend mit Schnittstellen zur Elektroinstallation, der Gebäudeautomation, der IT bis zur Wärmebereitstellung, der Photovoltaik und Ladestationen für die Elektromobilität. Einfache Dimensionierungsregeln erlauben den Planenden, rasch eine Abschätzung der Grösse des Batteriespeichersystems vorzunehmen. Auch der sichere Betrieb des Batteriespeichersystems sollte nicht unterschätzt werden: Softwareupdates, Anpassungen in der Optimierung und Eingriffsmöglichkeiten der Anlagenbetreibenden sind von Beginn an einzuplanen. Wie bei jedem gebäudetechnischen Bauteil folgt am Lebensende der Komponenten ein Rückbau. Bereits heute wird beim Einsatz einer Batterie eine Recyclinggebühr erhoben, und der Batteriehersteller ist zur Rücknahme verpflichtet.
Ein ausführlicher Anhang mit Praxisbeispielen rundet das Merkblatt ab. Es enthält Dimensionierungsbeispiele, typische Kennzahlen für Speichersysteme und Gebäude sowie vertiefte Erläuterungen technischer Begriffe. Funktionale Anforderungen, Sicherheits-, Schutz- und Nachhaltigkeitsanforderungen werden verständlich dargelegt. Checklisten unterstützen Planende, Ausführende und Betreibende, Batteriespeichersysteme richtig einzusetzen.

Ausblick
Das Merkblatt SIA 2061 «Batteriesysteme in Gebäuden» stellt eine Momentaufnahme der heutigen technischen Möglichkeiten und Eigenschaften dar. Mit Sicherheit wird sich dieser Markt genauso dynamisch entwickeln wie der Photovoltaik-Markt. Die technischen Eigenschaften werden sich weiter verbessern, die Integration in ein Gesamtsystem vereinfacht sich, und der Preis für Speichersysteme wird sich parallel zur elektrischen Mobilität rasch nach unten bewegen. Hiermit werden in Zukunft Gebäude von Anfang an mit Photovoltaik, Elektromobilität und lokaler Batteriespeicherung geplant, gebaut und betrieben. Aktuell ist der Markt in einer Pionierphase. In dieser entstehen extrem schnell neue Technologien, Lösungen und Start-ups. Der SIA wird zu gegebener Zeit auch das Merkblatt SIA 2061 den neuen Entwicklungen anpassen.

Hinweis zu Webinar: Neues Merkblatt 2061 «Batteriespeichersysteme in Gebäuden»
Das Webinar zum neuen Merkblatt 2061 findet am Freitag, 19. November 2021 von 11 bis 12 Uhr statt. Der Referent ist Jürg Bichsel, Kommissionspräsident Merkblatt SIA 2061.
Weitere Informationen und Anmeldung: events.sia.ch/sia-2061-batteriespeichersystem-in-gebaeuden-november-2021

sia.ch
Bezug SIA-Merkblatt 2061: shop.sia.ch, Direkt zum SIA-Merkblatt 2061

 

 

Vertiefte Fachinformationen

Mehr News zur Gebäude- und Elektrotechnikbranche finden Sie in unseren Fachzeitschriften. Profitieren Sie von CHF 30.- Rabatt auf ein Jahresabo. Jetzt sparen und laufend Informiert bleiben.