Was macht ein EZA-Regler für Batteriespeicher?

Netzkonformes Einspeisemanagement mittels EZA-Regler

EZA-Regler für Batteriespeicher dienen dem netzkonformen Ein- und Ausspeisemanagement von Speicheranlagen und sind somit ein zentraler Baustein für den Betrieb von Großbatteriespeichern.

Die zunehmende Einspeisung von Strom aus Erneuerbaren Energien stellt den Energiemarkt vor technische Herausforderungen und eröffnet neue Möglichkeiten, insbesondere für die Batteriespeichertechnologie. Denn Großbatteriespeicher nehmen eine Schlüsselrolle ein, wenn es darum geht, Strom aus PV-Anlagen oder Windenergieanlagen zwischenzuspeichern und zu Spitzenabnahmezeiten bedarfsgerecht zur Verfügung zu stellen. Sie ermöglichen durch die Zwischenspeicherung eine flexible und bedarfsgerechte Nutzung des Stroms aus erneuerbaren Quellen und tragen zu einer Stabilisierung zunehmend volatiler Stromerzeugungsmuster bei. Mit anderen Worten: Eine erfolgreiche Energiewende braucht Speichertechnologien!

In diesem Beitrag wollen wir auf ein kleines, aber sehr relevantes Bauteil eines Großbatteriespeichers eingehen, dem sogenannten EZA-Regler für Batteriespeicher, auch Parkregler oder Plant Controller genannt.

Was sind EZA-Regler für Batteriespeicher?

Ein EZA-Regler ist ein Erzeugungsanlagen-Regler, der als Einspeise- und Abnahmeregler für Strom eine zentrale Funktion in PV-Anlagen, Windenergieanlagen oder auch Großbatteriespeichern besitzt. Er ist gewissermaßen das Gehirn der Anlage und übernimmt die zentrale Steuerung, Koordination und Kommunikation der technischen Komponenten mit dem Netzbetreiber sowie dem Stromvermarkter, um hierüber den Betrieb der Erzeugungs- oder Speicheranlage übergeordnet zu kontrollieren. Der EZA-Regler für Batteriespeicher sorgt somit dafür, dass ein Speichersystem mit dem Stromnetz sowie dem Vermarktungspartner optimal interagieren kann.

Als Kommunikations- und Steuerzentrale zwischen einem Speichersystem und dem Stromnetz empfängt der EZA-Regler für Batteriespeicher bidirektionale Daten aus beiden Richtungen. Über entsprechende Datenverbindungen (wie z. B. Modbus, IEC 60870-5-104, oder ein proprietäres Protokoll) werden Signale und Vorgaben des Netzbetreibers als auch des Stromvermarkters intelligent verarbeitet und mit den Daten des Batteriemanagementsystems abgeglichen, um entsprechende Steuerbefehle an die einzelnen Anlagenteile zu geben.

Der EZA-Regler für Batteriespeicher dient sozusagen als Steuerungshebel für eine auf die relevanten externen und internen Steuerungsgrößen abgestimmte Stromeinspeisung und Stromausspeisung. Diese Funktion macht den EZA-Regler so wichtig beim Betrieb eines Großbatteriespeichers!

Netz- und regelkonformer Betrieb

Eine der wichtigsten Aufgabe vom EZA-Regler für Batteriespeicher besteht darin, sicherzustellen, dass die gesamte Anlage jederzeit netzkonform und regelkonform arbeitet – also die technischen Anforderungen der einschlägigen Normen, wie etwa VDE-AR-N 4110 (für Mittelspannungsnetze) oder VDE-AR-N 4120 (für Hochspannungsnetze), zuverlässig erfüllt. So kann ein geregelter Anlagenbetrieb sichergestellt und das Stromnetz stabil gehalten werden.  

Darüber hinaus gewährleistet der EZA-Regler für Batteriespeicher, dass die Anlage steuerbar bleibt – beispielsweise, wenn der Netzbetreiber bei Netzüberlastung die Einspeiseleistung reduzieren oder gezielt Blindleistung abrufen möchte. So wird der EZA-Regler zu einem Schlüsselelement der modernen Netzführung. Er verbindet die Welt der dezentralen Energieerzeugung mit der des zentralen Netzmanagements und trägt damit aktiv zur Stabilität und Effizienz des Stromsystems bei. 

Am Beispiel EZA-Regler für Batteriespeicher lässt sich sehr gut verdeutlichen, worauf es bei der Energieversorgung der Zukunft im Hinblick auf die Speichertechnologie ankommt. Es ist das optimal gesteuerte Zusammenspiel von komplexen technischen Systemen mit einem volatilen Stromnetz, das durch geeignete Hardware- und und Softwarekomponenten gesteuert wird. Bei diesem Zusammenspiel kommt es auf die Qualität der eingesetzten technischen Komponenten sowie deren optimierter, softwareseitiger Programmierung / Parametrierung an. Wenn diese Anforderungen im EZA-Regler optimal zusammengeführt werden, entstehen netzdienliche Lösungen für eine erfolgreiche Energiewende!

„Mit Power am Werke!“

Wofür werden EZA-Regler verwendet?

Schaltstelle für ein sensibles Gleichgewicht 

Das Stromnetz basiert auf einer Wechselspannung mit einer Frequenz von 50 Hertz (Hz). Diese 50 Hz sind weit mehr als nur eine technische Kenngröße – sie sind der Taktgeber des gesamten Energiesystems. 

• Wird mehr Strom erzeugt als verbraucht, steigt die Netzfrequenz über 50 Hz. 
• Wird mehr Strom verbraucht als erzeugt, fällt sie unter 50 Hz. 

Diese Abweichungen sind oft winzig – meist nur im Bereich von wenigen Hundertstel Hertz – doch sie geben wertvolle Hinweise auf das Gleichgewicht zwischen Erzeugung und Verbrauch. Damit Verbrauchergeräte, Transformatoren und Kraftwerke synchron arbeiten, muss die Frequenz stabil bleiben. Schon geringe Abweichungen können bei empfindlichen Industrieanlagen oder im Zusammenspiel großer Kraftwerke Störungen verursachen. Genau an dieser Stelle kommen EZA-Regler und Großbatteriespeicher ins Spiel!

Ein Beispielszenario aus der Praxis

Ein Netzbetreiber überwacht kontinuierlich die Netzfrequenz. Er stellt fest, dass sie leicht unter 50 Hz gefallen ist. Das bedeutet: Im gesamten Netz wird momentan mehr Strom verbraucht als erzeugt. Um das Gleichgewicht wiederherzustellen, braucht das Netz zusätzlichen Strom – und zwar schnell. Hier kommt die Steuerung eines Großbatteriespeichers über den EZA-Regler ins Spiel: 

1. Ein Messgerät am Netzanschluss misst am Netzanschlusspunkt die aktuelle Netzfrequenz und der EZA-Regler berechnet über die integrierte Schnittstelle zum Netzbetreiber eine Wirkleistungskorrektur. Er erkennt die Abweichung zum Soll-Wert von 50 Hz und interpretiert sie gemäß einer festgelegten Regelstrategie (z. B. einer sogenannten P(f)-Kennlinie, also einer Wirkleistungs-Frequenz-Kennlinie). 

2. Vom EZA-Regler wird umgehend ein Steuersignal zur Energieeinspeisung an den Wechselrichter des Batteriespeichers ausgegeben. Dieser beginnt sofort Energie in das Netz einzuspeisen – typischerweise innerhalb von Millisekunden bis wenigen Sekunden. Dadurch wird das lokale Ungleichgewicht zwischen Verbrauch und Erzeugung reduziert.

3. Durch die zusätzliche Einspeisung stabilisiert sich die Netzfrequenz wieder auf den Soll-Wert im Netz von 50 Hz. 

4. Über die Fernwirktechnik (z. B. über das Protokoll IEC 60870-5-104) kann der Netzbetreiber weitere Sollwerte oder zusätzliche Befehle an den EZA-Regler senden – etwa, wie stark oder wie lange die Einspeisung erfolgen soll. 

5. Sobald das Gleichgewicht im Stromnetz wieder hergestellt ist, empfängt der EZA-Regler entsprechende Signale vom Netzbetreiber und fährt die Einspeiseleistung kontrolliert zurück, um ein Überschwingen zu vermeiden.  

Batteriespeicher erfordern komplexe Steuerungssysteme

Das oben beschriebene Prozedere bezieht sich auf die Signale des Netzbetreibers. Die Komplexität mit Blick auf Großbatteriespeicher entsteht im Weiteren dadurch, dass auch der Stromvermarkter Signale mit Bedarfen (Einspeisung / Ausspeisung) an die Batterie sendet, die von seiner Seite für den Stromhandel umgesetzt werden sollen. Der EZA-Regler übernimmt hierbei die anspruchsvolle Aufgabe, aus all diesen Anforderungen im Zusammenspiel mit dem Batteriespeichermanagementsystem (BMS), den realen Speicherbetrieb zu steuern. Hierfür wird der EZA-Regler von den Automatisierungsexperten bei PowerWerker mit entsprechenden Prioritäten und Steuerungsalgorithmen programmiert.

Bei Co-Location-Projekten arbeiten EZA-Regler in der Regel im Zusammenspiel mit PV-Anlagen oder Windenergieanlagen. Auch hier übernehmen sie die zentrale Steuerung der Netzeinspeisung sowie zur Aus- und Einspeisung in den Batteriespeicher. Sie geben sozusagen die Richtung und das Tempo der Stromnutzung vor.

Wann EZA-Regler für Batteriespeicher benötigt werden

Eine Frage der Anlagendimension

Ein EZA-Regler wird benötigt, wenn die Gesamtleistung einer Anlage größer als 135 kW ist. Dies gilt ungeachtet der Art der Anlage: ganz gleich, ob Photovoltaik, Windkraft oder sonstige Energie-Erzeugungsanlagen, ein EZA-Regler ist ab einer Leistung von 135 kW notwendig! Diese Grenze ist in der technischen Anschlussrichtlinie (TAR) VDE-AR-N 4110 festgelegt und definiert den Schwellenwert, ab dem eine Anlage als „groß“ im Sinne der Netzanschlussrichtlinien gilt. Ein Batteriespeicher benötigt somit ebenfalls ab der vorgenannten Grenze einen eigenen EZA-Regler. 

Wenn ein Batteriespeicher zusammen mit einer anderen Erzeugungseinheit (z. B. einer Photovoltaikanlage) betrieben wird, zählt die summierte Wirkleistung beider Komponenten. Überschreitet diese Summe 135 kW, ist ein EZA-Regler für die gesamte, kombinierte Anlage erforderlich. Ein Batteriespeicher zählt in diesem Zusammenhang nicht als eigenständige Anlage, sondern als Bestandteil der Gesamtanlage, da er am selben Netzverknüpfungspunkt angeschlossen ist und über denselben Netzanschluss ins öffentliche Netz ein- oder ausspeisen kann. 

Hierbei stellt der EZA-Regler grundsätzlich sicher, dass die gesamte Anlage – einschließlich Speicher – die technischen Vorgaben des Netzbetreibers (z. B. hinsichtlich Einspeiseleistung, Blindleistung, Frequenzverhalten oder Spannungshaltung) einhalten kann. 

Eine komplexe Technologie

PowerWerker gestaltet die Energiezukunft mit Großbatteriespeichern

Batteriespeicher sind eine zukunftsweisende und komplexe Technologie. Ihre Realisierung im Rahmen der Energiewende erfordert kompetente Partner, Praxiserfahrung im Anlagenbau und ein Starkes TEAM. Bei PowerWerker haben wir es uns zur Aufgabe gemacht, unsere langjährige Expertise im Erneuerbare-Energie-Sektor dafür einzusetzen, IHR Batteriespeicherprojekt gewinnbringend und zukunftssicher umzusetzen!

Mit unseren Leistungen treten wir als ganzheitlicher Servicedienstleister im Bereich Großbatteriespeicher auf. Deshalb legen wir neben dem technischen Engineering und dem Anlagenbau auch einen großen Schwerpunkt auf den Bereich Service- und Wartung von Großbatteriespeichern. Wenn Sie sich für den technischen Betrieb und die Wartung von Großbatteriespeichern interessieren, finden Sie in unserem Beitrag zu Service und Wartung weitergehende Informationen: