Leistungsgarantien: Leistungszyklen von Batteriespeichern überwachen

11.11.2022 – Die Leistungsgarantien für Batterie-Energiespeichersysteme spielen eine entscheidende Rolle bei der Konzeption, dem Betrieb und letztlich der Finanzierbarkeit von Speicher-Projekten. Garantien sind nur dann gültig, wenn die komplexen und zunehmend individuellen Garantiebedingungen und Betriebsgrenzen eingehalten werden. Um Risiken zu minimieren und den wirtschaftlichen Betrieb nicht zu gefährden, ist daher eine vollständige und kontinuierliche Transparenz über die Garantiebedingungen unerlässlich. Der Hersteller Twaice bietet dafür ein Monitoringtool, das potenzielle Garantieprobleme frühzeitig identifiziert. Die damit erreichte Transparenz reduziert technische Risiken, vermeidet ungeplante Garantieausfälle, vereinfacht Garantieansprüche und spart somit Zeit und Kosten.

Was sind Leistungsgarantien?

Für Batterien gibt es zwei Arten von Garantien – die Produktgarantie und die Leistungsgarantie. Die Produktgarantie umfasst Bedingungen, die sicherstellen, dass die Batterie oder das System ordnungsgemäß hergestellt, behandelt und installiert wurde. Die Leistungsgarantie garantiert, dass die Batterie über einen bestimmten Zeitraum mit einer bestimmten Kapazität arbeitet, einschließlich des Betriebs zwischen minimaler und maximaler Temperatur und SOC-Grenzwerten (State of Charge bzw. Ladezustand) durchschnittlicher Leistung oder C-Rate (Ladedauer bis zum vollständigen Aufladen) und Gesamtenergiedurchsatz. Zu den Leistungsgarantien gehören in der Regel die Energiekapazität gemäß einer Degradationskurve oder die Mindestlebensdauer und die Verfügbarkeit (z.B. Betriebszeit und Reaktionszeit), aber auch der Betriebswirkungsgrad, die Kapazität, nutzbare Energie sowie die Lade- und Entladedauer.

Leistungsgarantien sind für die Finanzierbarkeit von Energiespeichersystemprojekten sowohl für Speichersystemintegratoren als auch für Systemeigentümer von entscheidender Bedeutung. Sie wirken sich auf die Betriebsanforderungen des Systems, die Serviceverträge und die Geschäftsmodelle der beteiligten Unternehmen aus.

Die Rolle von Garantien bei der Konzeption

Projekte für Energiespeichersysteme werden mit Blick auf die Gesamtlebensdauer der Batterie und die Tatsache konzipiert, dass die Batterie während dieser Zeit eine bestimmte Leistung erbringen muss. Diese Anforderungen werden in der Regel vom Kunden definiert und dann durch die Garantie gewährleistet. Anders als im Mobilitätssektor haben die Entwickler von Energiespeichersystemen jedoch keinen Zugang zu einer Vielzahl von Daten aus der Praxis, die Aufschluss darüber geben, wie sich die Batterie in Zukunft unter verschiedenen Bedingungen verhalten wird. Hinzu kommt, dass sich die Vorschriften und Regeln des Energiemarktes ändern, manchmal auf unvorhersehbare Weise, sodass nicht alle künftigen Anwendungsfälle vorhergesehen werden können. Dieser Mangel an Transparenz führt zu erhöhten Risiken für den Integrator, die durch strenge Garantiebedingungen minimiert werden können, die mit zunehmender Dauer der Garantie immer strenger werden.

Rolle der Garantien beim Betrieb von Energiespeichern

Der Hauptbestandteil einer Garantie ist in der Regel eine bestimmte Anzahl von Zyklen, SoH (State of Health oder Gesundheitszustand) oder Energiedurchsatz in einer bestimmten Anzahl von Jahren. Weitere Beispiele für Garantiebedingungen sind die Einhaltung einer bestimmten Temperatur, des durchschnittlichen Ladezustands oder der C-Rate. Wenn diese Bedingungen nicht eingehalten werden, kann die Garantie erlöschen. Dies stellt die Betreiber und Eigentümer von Speichersystemen vor Herausforderungen, da sie stets ein Gleichgewicht zwischen einer rentablen Betriebsstrategie und der Einhaltung der Garantiebedingungen finden müssen, um die finanziellen Risiken eines Garantieverlusts oder von Garantiestrafen zu vermeiden. Auch wenn die Betreiber bereit sein könnten, Gewährleistungseinbußen für höhere Gewinne in Kauf zu nehmen, kann dieses Gleichgewicht nicht erreicht werden, wenn nicht transparent ist, wie sich die Gewährleistung auswirkt. Hinzu kommt, dass die Garantiebedingungen für jeden Batterietyp unterschiedlich sind. Zellenhersteller und Systemintegratoren ändern ihre Verträge häufig auf der Grundlage der eingehenden Daten aus dem Feld, was die Komplexität der Garantievereinbarungen weiter erhöht.

Läuft das System innerhalb der Garantiebedingungen?

In vielen Fällen gibt es einen jährlichen Wartungszyklus, bei dem die Batteriespeichersysteme anhand der verschiedenen garantierelevanten Key Performance Indicators (Schlüsselkennzahlen) bewertet werden können. Dies ist unglaublich zeitaufwändig und teuer und kann vier bis fünf Tage dauern, wenn das System außer Betrieb ist. Außerdem sind die jährlichen Kontrollen zu selten, um ausreichende Änderungen vorzunehmen, wenn festgestellt wird, dass das System von den Garantiebedingungen abweicht. Darüber hinaus können garantierelevante KPIs von der Gültigkeit und Genauigkeit der Daten, der Datenauflösung und den Maßnahmen zur Datenverwaltung und -integrität abhängig sein. Die Überwachung der Garantien ist daher ein äußerst wichtiges Element für den Betrieb und die Wartung eines Energiespeichersystems.

Die zentralen Herausforderungen in Bezug auf Garantien lassen sich wie folgt zusammenfassen: Die Garantiebedingungen sind komplex und für verschiedene Batterien unterschiedlich. Es ist unmöglich zu wissen, ob die Speichersysteme innerhalb der Gewährleistungsgrenzen betrieben werden. Die derzeitigen Möglichkeiten sind zeitaufwändig und liefern die relevanten Informationen nicht rechtzeitig. 

Den aktuellen Garantiestatus jederzeit im Blick zu haben, hilft bei der raschen Abmilderung von Betriebsstörungen und der Vermeidung ungeplanter Garantieverluste oder -verletzungen. Der Warranty Tracker verspricht eine Lösung für diese Herausforderungen. Für jedes Speichersystem und jeden String (eine Ebene unter dem System, das mehrere Racks enthält) zeigt der Warranty Tracker an, ob es innerhalb der in der Garantievereinbarung festgelegten Schwellenwerte betrieben wird. Für jeden Wechselrichter gibt das Produkt die Abweichung von der Garantie an. Das Monitoringtoolvermindert zudem den manuellen Aufwand für die Bearbeitung von Garantieansprüchen, da die Daten einfach aus der bereitgestellten Cloud extrahiert werden können.  

Eine Anpassung der Betriebsstrategie provoziert eventuell zusätzliche Gewährleistungsrisiken. TWAICE prognostiziert die zukünftigen Auswirkungen bestehender und neu geplanter Betriebsstrategien auf die Leistungsgarantien und reduziert so das Risiko, während es gleichzeitig den Einsatz der wirtschaftlichsten Betriebsstrategie ermöglicht. 

Alle Garantie-Indikatoren werden in einem aktuellen Garantie-Dashboard angezeigt, unabhängig von den Lieferanten: Kapazitätsverschlechterung, Roundtrip-Effizienz, Ladezustand und mehr. Bestandteil ist auch eine Datenbank für Gewährleistungsverträge: Gewährleistungsverträge und Referenzen aus Geschäftsfällen werden einfach integriert und visualisiert.  Garantieabzüge für Zyklen oder SoH aufgrund von Vorgängen, die außerhalb der Garantiezeit liegen (z. B. hohe Temperatur oder ruhender SoC), werden automatisch berechnet.  Berichte über den Garantiestatus für das interne Reporting, Kunden, Banken und Versicherungen werden generiert. Bei kritischen Bedingungen oder unbeabsichtigten Vorgängen wird ein Alarm ausgegeben. Zudem wird der Soll- mit dem Ist-Speicherbetrieb verglichen und dargestellt.

Die Analyseplattform ermöglicht auch Kunden- und Partnerlösungen für marktrelevante Hersteller. Die ersten realen Anwendungsfälle und Kunden hat das Start-up Unternehmen aus München in der Elektromobilität gefunden, aber auch größere stationäre Batteriespeichersysteme können mit dem Analysewerkzeug überwacht und ihr Betrieb optimiert werden.

Der Beitrag beruht auf einem Gastbeitrag von Lennart Hinrichs, VP Strategic Partnerships bei TWAICE.