Ob Neuerrichtung einer Photovoltaikanlage oder Nachrüstung einer bereits bestehenden Anlage: Stromspeicher für Solarstrom werden immer beliebter! Laut Angabe des Bundesverbandes für Solarstrom wurden in Deutschland mittlerweile mehr als 110.000 Stromspeicher installiert.

Jede zweite private Photovoltaik-Anlage wird heutzutage gleichzeitig mit einem Stromspeicher ausgestattet. Mit einer PV-Anlage in Kombination mit einem Speicher kannst Du Dich bis zu 80% autark mit Eigenstrom versorgen.

5 Vorteile eines Stromspeichers:

  1. Niedrige Stromkosten
  2. Hoher Eigenverbrauch des selbstproduzierten Solarstroms
  3. Strom kann dann genutzt werden, wenn er benötigt wird
  4. Weitgehend autark vom öffentlichen Stromnetz
  5. Klimafreundlicher Ökostrom aus erneuerbaren Energien

In diesem Beitrag geben wir Dir einen Überblick zu den aktuellen Speichermöglichkeiten und geben Dir zusätzlich Tipps, worauf Du jetzt beim Kauf eines Stromspeichers achten musst.


Alle Speichermöglichkeiten im Überblick

Strom aus erneuerbaren Energien, wie Solarstrom, wird nicht kontinuierlich erzeugt. Morgens und abends, wenn in Durchschnittshaushalten der höchste Strombedarf besteht, wird nur wenig bis gar kein Strom erzeugt. Mittags und nachmittags, wenn die Stromerzeugung einer PV-Anlage ihr Maximum erreicht hat, wird hingegen wenig Strom benötigt.

Um Angebot und Nachfrage bestmöglich zusammenzubringen bzw. den Strom dann nutzen zu können, wenn er auch gebraucht wird, sind Stromspeicher die perfekte Lösung. Immer mehr Betreiber von Photovoltaikanlagen greifen auf die Lösung mit Stromspeicher zurück.

Das Prinzip eines Stromspeichers entspricht im Wesentlichen dem einer größeren Batterie, die wie ein Akku geladen und entladen werden kann. Tagsüber wird der Speicher mit dem Photovoltaikstrom, der nicht für den Hausbedarf benötigt wird, aufgeladen. Wenn der Speicher voll ist, wird weiterer überschüssiger Solarstrom in das öffentliche Netz eingespeist. Nachts oder an sonnenarmen Tagen kann Strom aus dem eigenen Speicher bezogen werden.

Detailaufnahme Photovoltaikanlage
PV-Anlage © Albert Josef Schmidt

Aus welchen Teilen besteht ein Photovoltaik-Speichersystem?

Jedes Speichersystem besteht aus folgenden Komponenten:

  1. Batterie
  2. Batterie-Management-System (BMS)
  3. Laderegler
  4. Wechselrichter
  5. Energie-Management-System (EMS)
  6. Monitoring-System (um den Stromverbrauch aus dem Speicher bzw. öffentlichen Netz im Blick zu behalten)

Stromspeicher mit Blei- oder Lithium-Ionen-Batterien?

Marktstudien belegen, dass der Großteil der Hersteller von Stromspeichern heutzutage immer stärker auf die Lithium-Ionen-Technologie setzt, da diese Akkus den besseren Wirkungsgrad sowie eine längere Lebensdauer erzielen können.

Bleibatterien

Da gewöhnliche Blei-Akkus für die Speicherung von Solarstrom nicht geeignet sind, wurden spezielle Blei-Säure bzw. Blei-Gel-Akkus entwickelt.

Diese sind wesentlich günstiger in der Anschaffung als Lithium-Ionen-Batterien, weil sie

  1. eine kürzere Lebensdauer (zwischen 1.500 und 3.000 Ladezyklen) sowie
  2. eine geringere Tiefenentladung und Energiedichte

aufweisen. Bei der Installation von Blei-Säure-Akkus muss auf eine säurebeständige Umgebung sowie gute Entlüftungsmöglichkeiten geachtet werden. Blei-Säure-Akkus sind nicht vollständig geschlossen. Sie müssen regelmäßig mit destilliertem Wasser nachgefüllt werden.

Lithium-Ionen Akkus

Auch Speicher mit Lithium-Ionen-Akkus sind in verschiedenen Ausführungen erhältlich. Die gängigsten Varianten dabei sind Lithium-Polymer-, Lithium-Eisenphosphat- und Lithiumtitanat-Akkus.

Die Vorteile von Lithium-Ionen-Akkus im Überblick:

  • Hoher Wirkungsgrad
    Dieser gibt an, wieviel Prozent der zugeführten Energie nach der Speicherung tatsächlich genutzt werden kann, da bei der Speicherung und Umwandlung von Energie immer ein gewisser Prozentsatz an Energieverlust gegeben ist. Abhängig von der Technologie kann bei modernen Lithium Ionen Akkus bereits ein Wirkungsgrad bis zu 95 % nutzbare Kapazität erreicht werden.

  • Lange Lebensdauer
    Mit 5.000 bis 7.000 Voll-Ladezyklen garantieren sie eine lange Haltbarkeit, die mit den 20 Jahren Lebensdauer einer PV-Anlage ohne Probleme mithalten können, da man in einem Durchschnittshaushalt von ungefähr 200 Voll-Ladezyklen im Jahr ausgeht.

Wichtig

Die Akkus von Stromspeichern sollten nicht komplett entladen werden. Vollständige Tiefenentladungen verkürzen die Lebensdauer der Akkus. Empfohlen wird, bei Bleiakkus nur ungefähr 50 % der Speicherkapazität zu entnehmen. Bei Lithium-Ionen-Batterien liegt die Endladetiefe bei ungefähr 95 %. Moderne Speicher sind mittlerweile mit intelligenten Batterie-Management-Systemen ausgestattet, die für die optimale Ladung der Batterie sorgen sowie Über- und Unterladungen verhindern.

Einer Bestätigung des Umweltbundesamtes zufolge, gelten Lithium-Speicher bei ordnungsgemäßem Umgang als sehr sicher. Dennoch wird geraten, nicht nur auf das Einhalten von Sicherheitsstandards, sondern beim Kauf auch auf eine geprüfte Zertifizierung zu achten.

In naher Zukunft könnten sogenannte Flow-Batterien (Vanadium-Redox-Flow-Technologie) eine Alternative zur Lithium-Ionen-Technologie darstellen. Flow-Batterien werden derzeit schon bei Großspeichern erfolgreich eingesetzt und sollen künftig auch für Speicher in Privathaushalten attraktiv gemacht werden. Sie sind umweltschonender als Lithium-Batterien und übertreffen die Lithium-Technologie in Sachen Sicherheit und Langlebigkeit.

Photovoltaikanlage für den Balkon
Photovoltaikanlage für den Balkon © badenova

Die optimale Speicherkapazität eines Stromspeichers

Die Speicherkapazität gibt an, wie viel Solarstrom bei einer Aufladung maximal gespeichert werden kann. Stromspeicher lassen sich für jede Haushaltsgröße und jeden Bedarf individuell anpassen und sind in variablen Speicherkapazitäten erhältlich.

Die übliche Speicherkapazität für Ein- und Mehrfamilienhäuser liegt bei etwa 4 kWh bis 16 kWh.

Welche Speichergröße für Deinen Haushalt optimal ist, hängt von der Größe Deiner PV-Anlage, vom durchschnittlichen Stromverbrauch sowie dem persönlichen Verbrauchsverhalten ab. Bei einem Einfamilienhaus mit einem Stromverbrauch von 4.000 kWh pro Jahr liegt die optimale Speicherkapazität eines Stromspeichers bei etwa 4kW.

Tipp

Der Speicher sollte grundsätzlich so groß sein, dass auch an Tagen, an denen die Sonne nicht scheint, möglichst viel Strom aus dem Speicher bezogen werden kann. Ein größer dimensionierter Stromspeicher kann dann Sinn machen, wenn Du neben Haushaltsstrom auch Elektrofahrzeuge mit Eigenstrom versorgen möchtest.


Wie soll der Stromspeicher installiert werden?

Grundsätzlich kann eine Batterie nur Gleichstrom speichern. Der Gleichstrom, den die PV-Anlage produziert, kann somit ohne Umwandlung direkt in der Batterie gespeichert werden.

Wechselstrom hingegen muss zuerst durch einen Wechselrichter wieder in Gleichstrom umgewandelt werden, bevor er in der Batterie gespeichert werden kann.

Derzeit werden 2 unterschiedliche Installationsarten angeboten:

  1. AC-gekoppelte Stromspeicher
  2. DC-gekoppelte Stromspeicher

#1 AC-Kopplung (alternating current = Wechselstrom)

Hier wird der Speicher hinter dem Wechselrichter angeschlossen, der Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt. Nach der Speicherung des Solarstroms erfolgt eine neuerliche Umwandlung des Gleichstroms in Wechselstrom.

#2 DC-Kopplung (direct current = Gleichstrom)

Bei der DC-Koppelung ist der Stromspeicher zwischen Photovoltaikanlage und Wechselrichter angeschlossen. Bei dieser Anschlussart muss der Strom vor der Einspeicherung nicht den Wechselrichter passieren, wodurch eine Umwandlung des Stroms in Gleichstrom zur Speicherung entfällt.

Der Vorteil der DC-Koppelung liegt in der höheren Effizienz, da Umwandlungsverluste vermieden werden.


Wie soll der Solarstrom gespeichert werden?

Als einphasiger oder dreiphasiger Strom? Für fast alle elektronischen Haushaltsgeräte in Privathaushalten genügt einphasiger Wechselstrom. Dieser Strom ist schwächer als der dreiphasige Strom aus dem öffentlichen Stromnetz, der aus drei einzelnen Wechselströmen besteht.

Deshalb ist es sinnvoller, den Solarstrom in Privathaushalten einphasig im Stromspeicher zu speichern. Eine Option, die auch günstiger und technisch einfacher umzusetzen ist.

Elektroherd mit Cerankochfeld
Elektroherd mit Cerankochfeld © Shutterstock

Eine Ausnahme hinsichtlich einphasigem Haushaltsstrom können Elektroherde mit Cerankochfeldern darstellen, da diese mit dreiphasigem Strom betrieben werden.

Merke

Wenn Du im Besitz eines solchen Herdes sein solltest, musst Du für das Kochen Strom aus dem öffentlichen Netz beziehen.

Derzeitige Anschaffungskosten eines Speichers für Solarstrom

Die Anschaffungskosten eines Stromspeichers für ein Einfamilienhaus betragen je nach Leistung derzeit etwa zwischen 5.000 Euro und 15.000 Euro - abhängig von Faktoren wie Batterie-Art, Speicherkapazität, Anzahl der Ladezyklen und maximaler Entladeleistung.


Mit welchen Kosten musst Du rechnen?

In den vergangenen Jahren sind die Preise für Stromspeicher stark gefallen. In den Jahren von 2014 bis 2018 sogar um ungefähr 50 Prozent! Kleine Stromspeichersysteme inklusive Installation sind bereits ab 5.000 Euro erhältlich. (Stand 09/2018, Bundesverband Solarwirtschaft).

Ähnlichen Untersuchungsberichten zufolge sinken die Preise für Stromspeicher mit Lithium-Ionen-Technologie für Privathäuser derzeit um rund 18 % pro Jahr. Blei-Speicher hingegen weist die jährliche Preissenkung nur etwa 5 % auf.

Kosten für Photovoltaikspeicher
Kosten für Photovoltaikspeicher © iStock

Doch nicht nur die stark fallenden Preise für Lithium Ionen Speicher haben dazu geführt, dass Blei-Speicher immer mehr an Bedeutung verlieren. Auch die Tatsache, dass Blei-Säure oder Blei-Gel Batterien wesentlich wartungsintensiver sind und fast doppelt so viel Platz benötigen wie Lithium-Ionen-Speicher sind Gründe, warum Blei-Speicher zunehmend vom Markt verdrängt werden.

Kosten für Lithium-Ionen-Speicher

Für Lithium Speichersysteme mit einer Kapazität von 5 kWh sind mit Kosten zwischen 1.800 Euro und 2.500 Euro pro kWh zu rechnen (Nettopreise ohne Steuer und Installation).

Kosten für Bleispeicher

Die Preise für Bleispeicher sind aufgrund ihrer kürzeren Lebensdauer wesentlich günstiger und liegen im Durchschnitt bei 500 Euro Kosten pro Kilowattstunde.

Worauf Du beim Kauf eines Stromspeichers noch achten solltest!

Bei Photovoltaikanlagen ist die zusätzliche Installation eines Stromspeichers die derzeit wirtschaftlichste Variante mit der besten Rendite. Durch den erhöhten Eigenverbrauch dank eines Stromspeichers sinken Deine Stromkosten erheblich.

Schon im ersten Jahr der Anschaffung kannst Du dank eines Stromspeichers mehrere hundert Euro sparen.

Bei einem angenommenen Stromverbrauch für einen 4-Personen-Haushalt von 4.000 kWh/Jahr und einem Strompreis von 30 Cent/kWh erhältst du eine Stromrechnung in der Höhe von 1.200 Euro/Jahr.

Mit einer Photovoltaik Anlage in Kombination mit einem Stromspeicher sowie einer angenommenen Autarkie von 75 %, müsstest Du nur 25 % Netzstrom beziehen bzw. eine Stromrechnung von 300 Euro/Jahr begleichen. Deine Ersparnis würde also 700 Euro im ersten Jahr betragen!

Tipp

Vor dem Kauf eines Stromspeichers und der Installation sind jedoch ein paar Punkte zu beachten. Wende Dich daher mit Deinen Fragen bezüglich Anschaffung, Speichergröße, Installationsart sowie Fördermöglichkeiten eines Stromspeichers an einen erfahrenen Photovoltaik-Experten.

Vertiefende Infos rund um das Thema findest Du auf badenova.de unter Photovoltaik for future

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