Augmentation bezeichnet die Vergrößerung oder Erweiterung von etwas. Bei Batteriespeichersystemen bedeutet dies, die Energiekapazität der Batterie zu erhöhen. Dies kann entweder durch Repowering nach einer Degradierung oder als wirtschaftliche Entscheidung zur Verlängerung der Projektlaufzeit geschehen. Eine Verdopplung der Batteriekapazität über die Dauer kann die Einnahmen heute um 37% steigern – und über die Lebensdauer sogar um bis zu 88%.

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In diesem Artikel erklären wir, was es bedeutet, eine Batterie zu augmentieren, wie Batterien erweitert werden können und warum Augmentation immer wichtiger wird.

Augmentation bedeutet einfach mehr

Wie bereits erwähnt, beschreibt Augmentation den Prozess, die Energiekapazität einer Batterie zu erhöhen. Dies kann geschehen, um die ursprüngliche Kapazität nach einer Degradierung wiederherzustellen oder um sie über die ursprüngliche Kapazität hinaus zu steigern. In beiden Fällen werden Entscheidungen zur Augmentation getroffen, um das Ertragspotenzial der Batterie zu verbessern.

Nach der Augmentation kann eine Batterie:

• Eine höhere Energiekapazität bei gleicher Nennleistung aufweisen. Dadurch erhöht sich die Einsatzdauer der Einheit.
• Sowohl eine höhere Energiekapazität als auch eine höhere Nennleistung und längere Einsatzdauer bieten.

Es gibt viele Wege, eine Batterie zu augmentieren

Die Augmentation von Batterien kann einen oder mehrere der folgenden Schritte beinhalten:

• Austausch bestehender Batteriemodule: Im Wesentlichen werden alte Batteriezellen durch neue ersetzt.
• Hinzufügen weiterer Batteriemodule: Die Energiekapazität wird durch den Einbau zusätzlicher Batteriepacks erhöht.
• Upgrade der Batteriepacks: Komplette Packs werden durch leistungsfähigere oder günstigere Technologie ersetzt, beispielsweise durch Lithium-Ionen oder neue Chemien wie Natrium-Ionen.
• Upgrade der Leistungselektronik: Die Augmentation eines Batteriespeicherstandorts kann über den Austausch der Batteriezellen hinausgehen. Wechselrichter sind ein wichtiger Bestandteil von Batteriespeichersystemen, verschleißen jedoch im Laufe der Zeit. Der Austausch eines alten Wechselrichters kann die Gesamteffizienz des Systems verbessern.

AC- vs. DC-Augmentation

Im Hinblick auf den Anschluss gibt es zwei Arten der Batterie-Augmentation: Wechselstrom (AC) und Gleichstrom (DC). Batterien arbeiten mit Gleichstrom. Vor Ort wandeln Systeme wie Wechselrichter den Strom der Batterie in Wechselstrom um und sorgen so für die Netzkompatibilität.

AC-Augmentation verbindet neue Batterien hinter dem bestehenden Wechselrichter (also auf der AC-Seite des Systems). Das bedeutet, dass die neuen Batterien zusätzliche Wechselrichter und Steuerungssysteme benötigen. Das bestehende System bleibt unverändert. Der Vorteil der AC-Augmentation ist die hohe Modularität und Flexibilität – ideal für die Nachrüstung bestehender Anlagen ohne lange Ausfallzeiten. Allerdings kann das zusätzliche Equipment diese Methode teurer machen und mehr Platz beanspruchen.

DC-Augmentation fügt neue Batterien direkt auf der DC-Seite, also vor dem Wechselrichter, hinzu. Dadurch werden bestehende Wechselrichter und Steuerungssysteme weiter genutzt. Diese Methode ist kostengünstiger und platzsparender. Allerdings kann sie Systemstillstand während der Installation erfordern und ist durch die Kapazität der bestehenden Wechselrichter begrenzt. Zudem müssen die neuen Batterien mit dem bestehenden System kompatibel sein. DC-Augmentation eignet sich daher besonders für Standorte, die bereits für spätere Erweiterungen ausgelegt wurden.

Die Wahl der Methode hängt von technischen und wirtschaftlichen Faktoren ab.

Augmentation führt zu höheren Einnahmen

Eine größere Energiekapazität bedeutet ein höheres Ertragspotenzial. Nach der Sättigung von Primärregelleistungen sind Batterien zu höherenergetischen und zyklisch beanspruchten Diensten wie dem Großhandelshandel und dem Balancing Mechanism gewechselt. Von Januar bis August 2024 erzielten Zwei-Stunden-Systeme 37% höhere Einnahmen als Ein-Stunden-Systeme.

Das bedeutet, Augmentation kann besonders für Batterien mit kürzerer Einsatzdauer vorteilhaft sein. Die Aufrüstung einer 30-Minuten-Batterie auf eine Ein-Stunden-Batterie oder einer Ein-Stunden-Batterie auf eine Zwei-Stunden-Batterie kann das Ertragspotenzial deutlich erhöhen.

Augmentation hilft zudem, Degradierung (auch Repowering genannt) zu bewältigen. Batteriespeichersysteme können im ersten Betriebsjahr bis zu 5% ihrer verfügbaren Kapazität durch Degradierung verlieren und nach 15 Jahren bis zu 40%.

Degradierung hängt vor allem vom Zyklieren ab. Der Wechsel zu höherenergetischen Diensten führt dazu, dass Batterien häufiger be- und entladen werden und somit schneller altern. Durch Augmentation kann das Risiko von Einnahmeverlusten durch Degradierung verringert werden.

Reduzierte Energiekapazität durch Degradierung kann auch bei langfristigen Verträgen im Capacity Market zum Problem werden. Batterien müssen in Extended Performance Tests nachweisen, dass sie bis zu 15 Jahre die geforderte Kapazität erbringen – andernfalls droht die Kündigung des Vertrags.

Ein entscheidender Faktor bei der Augmentation ist der Kostenaufwand – und ob die zusätzlichen Einnahmen diesen übersteigen.

Die Kosten für Augmentation sinken

Die Zellpreise für Batterien sind im vergangenen Jahr auf ein Rekordtief gefallen. Es wird erwartet, dass sie weiter sinken, sodass das zusätzliche Ertragspotenzial die Kosten für die Augmentation zunehmend überwiegt.

Augmentations- oder Repowering-Entscheidungen sollten daher stets gegen die erwartete Kosten- und Ertragsentwicklung abgewogen werden. In diesem Beispiel könnte eine Batterie 44% ihrer ursprünglichen Kapazität zu weniger als der Hälfte der heutigen Kosten zurückgewinnen. Sinkt die Energiekapazität jedoch auf 56%, kann dieser Spareffekt verloren gehen. Es könnte sinnvoller sein, früher zu repowern.

Batterien werden bereits augmentiert

Allein 2024 ist die Gesamtkapazität von Batteriespeichern in Großbritannien durch die Augmentation bestehender Systeme um mindestens 113 MWh gestiegen. Diese Kapazität stammt von drei Gresham House-Batterien im zweiten Quartal 2024; weitere 220 MWh sind bis Ende des Jahres geplant.

Die Standorte, an denen Augmentation stattfindet, reichen von Nevendon, das bereits 2017 in Betrieb ging, bis zu Melksham, das noch nicht kommerziell genutzt wird. Durch die Augmentation dieser Systeme erhöht sich die durchschnittliche Einsatzdauer der Batterien von einer auf zwei Stunden.

Mit sinkenden Zellpreisen, neuen Ertragsstrategien und alternden Batterien erwarten wir, dass Augmentation künftig deutlich häufiger wird – sei es zum Repowering eines Standorts oder zur Verlängerung der Einsatzdauer aus wirtschaftlichen Gründen.