Peak Shaving im C&I – Strategie & Dimensionierung richtig angehen

Viele Projekte im Bereich Lastspitzenkappung scheitern nicht an der Technik, sondern an einer falschen Dimensionierung. Die zentrale Frage lautet: Wie viel Leistung (kW) und wie viel Energie (kWh) braucht ein Speicher wirklich, um Peaks wirtschaftlich zu kappen? Hinzu kommen Regelstrategien, Effizienzverluste und die Frage, ob sich das Investment langfristig rechnet.

kW vs. kWh: Leistungsbedarf, Energiereserve, SoC-Fenster

Bei Peak Shaving ist die Leistung (kW) meist entscheidender als die Energie (kWh). Der Speicher muss in der Lage sein, kurzfristig eine bestimmte Spitzenlast abzufangen.

Beispiel:

  • Netzlast springt für 15 Minuten von 1.200 kW auf 1.800 kW.

  • Soll der Peak auf 1.300 kW begrenzt werden, muss der Speicher 500 kW Entladeleistung bereitstellen.

Die benötigte Energie ergibt sich aus der Dauer der Spitzenlast. Bei drei 15-Minuten-Intervallen à 500 kW sind das 375 kWh – plus Verluste.

Die Berechnung:

3 Intervalle à 15 min = 3 × 0,25 h = 0,75 h

E = 500 kW × 0,75 h = 375 kWh

Damit ergibt sich ein reiner Energiebedarf von 375 kWh.

👉 In der Praxis muss man zusätzlich Wirkungsgradverluste (Roundtrip 85–92 %) und eine SoC-Reserve berücksichtigen – d. h. realistisch 420 – 450 kWh nutzbare Speicherkapazität.

👉 Merksatz: Für kurze, hohe Peaks zählt die Entladeleistung; für lange Spitzen wird die Speicherkapazität entscheidend.

Das SoC-Fenster (State of Charge). In der Praxis wird nie die volle Batteriekapazität genutzt. Ein Sicherheits- oder Reservebereich (z. B. 20–30 %) muss eingeplant werden, um sicherzustellen, dass zur kritischen Zeit genug Energie zur Verfügung steht – insbesondere in HLZF-Stunden.

Regelung: Setpoint, Droop, Prognose und Rebound-Schutz

Ein Speicher entfaltet seine Wirkung nur mit einer passenden Regelstrategie:

  • Setpoint-Regelung: Der Netzanschlusspunkt wird auf einen festen Maximalwert begrenzt (z. B. 1.300 kW). Alles darüber liefert der Speicher. Vorteil: einfach und robust. Nachteil: oft Über- oder Untersteuerung.

  • Droop-Control: Der Speicher reagiert gestaffelt auf Überschreitungen, anstatt sofort volle Leistung abzugeben. Vorteil: reduziert Batterieverschleiß, sorgt für weichere Übergänge.

  • Prognose-gestützt: Nutzung von Produktionsplänen, Wetterdaten (PV/Kälte) und Erfahrungswerten, um Speicher rechtzeitig zu laden und Peaks gezielt abzufangen. Vorteil: hohe Treffergenauigkeit in HLZF.

Ein weiterer kritischer Punkt ist der Rebound-Effekt. Nach einer Entladung darf der Speicher nicht sofort mit voller Leistung nachladen, sonst entsteht die nächste Lastspitze. Lösungen sind z. B. Nachladefenster, Leistungsbegrenzungen oder PV-geführtes Laden.

Wirkungsgrade, Degradation und Zyklenkosten

Bei der Dimensionierung müssen realistische Annahmen zu Wirkungsgraden und Alterung berücksichtigt werden – zum Beispiel:

  • Roundtrip-Wirkungsgrad liegt typischerweise zwischen 85 und 92 % [EVIDENCE]. Verluste durch Umwandlung (AC/DC), Temperatur oder Standby-Verbrauch müssen einkalkuliert werden.

  • Degradation: Batterien verlieren jährlich 2–3 % nutzbare Kapazität [EVIDENCE]. Das bedeutet: ein Speicher mit 1.000 kWh nutzbar heute liefert nach 5 Jahren oft nur noch 850–900 kWh.

  • Zyklenkosten: Jeder Lade-/Entladevorgang verursacht Kosten durch Alterung. Wenn die eingesparte Netzentgeltsumme pro Zyklus kleiner ist als die Zyklenkosten, rechnet sich die Strategie nicht.

👉 Wer diese Faktoren ignoriert, erhält einen Business Case, der in Excel funktioniert – aber nicht am Zähler.

Business Case & Sensitivitäten: Einsparungslogik, Payback, Anti-Pattern

Die Einsparung berechnet sich relativ einfach:

  • Monatsmax: Differenz zwischen tatsächlicher und gekappter Spitze × Leistungspreis (€/kW·Monat).

  • Jahresmax: Differenz × Leistungspreis (€/kW·a) – gilt dann für alle Monate des Jahres.

Beispiel:

  • Jahresmax: Reduktion von 1.800 auf 1.300 kW (–500 kW).

  • Leistungspreis: 120 €/kW·a.

  • Einsparung: 500 × 120 = 60.000 €/a.

Sensitivitäten prüfen

Ein robuster Business Case testet verschiedene Szenarien:

  • Tarifänderungen (±20 % Leistungspreis).

  • Produktionsänderungen (z. B. zusätzliche Schicht).

  • Wetterabweichungen (PV geringer/höher).

  • Batteriealterung (Degradation).

Typische Anti-Pattern

  • Speicher dimensionieren nach Durchschnittslast statt nach kritischen Peaks.

  • SoC-Reserve ignorieren – der Speicher ist leer, wenn es darauf ankommt.

  • PV-Überschuss am falschen Zeitpunkt verbrauchen – morgens laden, mittags entladen, abends fehlt die Reserve.

  • Nur kWh betrachten, aber nicht die nötige Entladeleistung (kW).

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Unser Tipp:

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minimum.energy
October 13, 2025