In diesem Beitrag
Stromspeicher für Photovoltaik das Wichtigste im Überblick
- Mit einem Stromspeicher holen Sie das Beste aus Ihrer Photovoltaikanlage heraus
- Vorteile im Überblick
- Warum sich die Investition in einen Stromspeicher lohnt
- Detaillierte Informationen zur Installetion eines Stromspeichers
Funktionsweise der Stromspeicher für PV-Anlagen
Im Prinzip funktioniert ein PV-Stromspeicher genauso wie die Akkus einer Autobatterie. Beim Aufladen wandeln die Akkumulatoren des Stromspeichers die aus der Sonnenenergie gewonnene elektrische Energie in chemische Energie um.
Wird nun Strom benötigt, verwandeln die Akkus die chemische Energie im Speicher zurück in elektrische Energie. Sind die Akkumulatoren entladen, können diese erneut aufgeladen werden. Die meisten Solarspeicher ermöglichen mehrere tausend Ladezyklen.
Ein Stromspeicher besteht aus einem Akku, einem Batteriemanagement sowie einer Speicherregelung. Die Funktion des Batteriemanagements ist es, die gängigen Stromverbraucher im Haushalt mit Solarstrom zu versorgen und den optimierten Speicherbetrieb zu sichern.
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Die Steuerung regelt, inwieweit der erzeugte Solarstrom in das öffentliche Stromnetz eingespeist, zum Laden des Stromspeichers verwendet oder direkt den Stromabnehmern im Haushalt bereitgestellt wird. Meist sind Stromspeicher so programmiert, dass der Solarstrom vorwiegend für den Eigenbedarf genutzt werden kann.
Photovoltaik mit Stromspeicher 10 Vorteile im Überblick
Kompakt zusammengefasst ergeben sich bereits viele Vorteile durch einen Stromspeicher:
- Drastische Senkung der Stromrechnung, Nutzung von günstigem Strom
- Höherer Anteil des Eigenverbrauchs von selbst erzeugtem Solarstrom: 30% dank Nutzung von Photovoltaik, bis zu 80% dank Lithium-Ionen-Speicher
- Einspeisevergütung bei Stromüberschuss
- Lange Lebensdauer (ca. 20-25 Jahre): ca. 7.000-10.000 Be-/Entladezyklen bei Lithium-Ionen-Akkus
- Hoher Wirkungsgrad, bis 95% bei Lithium-Ionen-Akkus
- Große Unabhängigkeit vom öffentlichen Stromnetz und Strombörsen
- Geräuschlose Stromerzeugung
Die optimale Speicherkapazität eines Stromspeichers für Solaranlagen
Die Speicherkapazität gibt an, wie viel Solarstrom man bei einer Aufladung maximal speichern kann. Stromspeicher lassen sich für jede Haushaltsgröße und jeden Bedarf individuell anpassen und sind in variablen Speicherkapazitäten für Solarenergie erhältlich.
Die übliche Speicherkapazität für Ein- und Mehrfamilienhäuser liegt bei etwa 4 kWh bis 16 kWh.
Welche Speichergröße für Ihren Haushalt optimal ist, hängt von der Größe Ihrer PV-Anlage, vom durchschnittlichen Stromverbrauch sowie dem persönlichen Eigenverbrauch ab.
Woraus besteht ein Speichersystem für eine Solaranlage?
Jedes Speichersystem besteht aus folgenden Bestandteilen:
Batterie
Batterie-Management-System (BMS)
Laderegler
Wechselrichter
Energie-Management-System (EMS)
Monitoring-System (um den Stromverbrauch aus dem Speicher bzw. öffentlichen Netz im Blick zu behalten)
Warum lohnt sich die Investition in einen Stromspeicher?
Haben Sie eine Photovoltaikanlage, ist der Betrieb eines Stromspeichers sinnvoll, da Sie damit Ihren selbst erzeugten Solarstrom direkt speichern können. Die Batteriespeicher speichern überschüssigen, aktuell nicht benötigten Strom für eine spätere Nutzung. Dieser lässt sich dann verbrauchen, wenn die Sonne nicht scheint und die PV-Module keinen Strom erzeugen können.
Sie müssen den Strom also nicht ins Netz einspeisen, zumal die Garantie der Einspeisevergütung ohnehin jedes Jahr geringer wird. Mit Stromspeichern können Sie Ihren Eigenverbrauchsanteil von Ihrem Einfamilienhaus mit durch PV-Anlagen produziertem Solarstrom von ca. 30 % auf ca. 80 % erhöhen. Auf diese Weise lassen sich Ihre Stromkosten erheblich senken und die Wirtschaftlichkeit Ihrer Solaranlage erhöhen.
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Darüber hinaus sprechen viele weitere Vorteile für Photovoltaik mit Stromspeicher, unter anderem geringe Investitionskosten, lange Lebensdauer bei niedrigem Wartungsaufwand und vieles mehr.
Bei einem angenommenen Stromverbrauch für einen 4-Personen-Haushalt von 4.000 kWh/Jahr und einem Strompreis von 30 Cent je kWh erhalten Sie eine Stromrechnung in Höhe von 1.200 Euro/Jahr.
Mit einer Photovoltaikanlage in Kombination mit einem Stromspeicher sowie einer angenommenen Autarkiegrad von 75 %, müsstest Du nur 25 % Netzstrom beziehen bzw. eine Stromrechnung von 300 Euro/Jahr begleichen. Ihre Ersparnis würde also 900 Euro im ersten Jahr betragen.
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Der beliebteste Stromspeicher - Lithium-Ionen-Akkus
Es gibt viele verschiedene Stromspeicher-Arten und Speichersysteme und unterschiedliche Speicherkapazitäten. Für Solarstrom kommen hauptsächlich chemische, d.h. organische (z.B. Wasserstoffspeicher) und anorganische Stromspeicher (z.B. Blei- und Lithium-Ionen-Akkus) zum Einsatz.
Der Markt hält PV-Stromspeicher mit unterschiedlichsten Batteriespeicher bzw. Zelltypen bereit, u.a. mit Lithium-Nickel-Oxid, Lithium-Mangan-Oxid, Lithium-Kobalt-Oxid, Lithium-Eisen-Phosphat-Speicher sowie einige Blei-Zelltypen.
Im Aufbau und auch im Speicherverhalten unterscheiden sich Lithium-Ionen-Akkus und Blei-Akkus nicht wesentlich – nur der Ladungsträger ist jeweils ein anderer.
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.
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.
In naher Zukunft könnten sogenannte Flow-Batterien (Vanadium-Redox-Flow-Technologie) eine Alternative zur Lithium-Ionen-Technologie darstellen.
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.
Zusätzlich erreichen Lithium-Ionen-Batterien auch eine Entladetiefe von bis zu 100 % und sind deshalb gegenüber Blei-Speichern wirtschaftlicher.
Wie wird ein Stromspeicher installiert?
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: AC-gekoppelte Stromspeicher und DC-gekoppelte Stromspeicher.
Welcher Photovoltaik-Wechselrichter ist der Richtige?
DC-Stromspeicher erhalten bei Neuinstallationen häufig den Vorzug, weil Speichersystem, Wechselrichter und Laderegler eine kompakte Einheit bilden. Die Energieentnahme erfolgt direkt aus der Photovoltaikanlage. Dadurch ist der Wirkungsgrad etwas höher als bei AC-gekoppelten Stromspeichern.
Bei AC-Systemen läuft der Speicher unabhängig von der Photovoltaikanlage. Jedoch ist ein zusätzlicher Konverter zum Laden bzw. Entladen nötig. Dadurch entstehen Wechselverluste. AC-Stromspeicher empfehlen sich vor allem für nachträgliche Installationen, weil der Wechselrichter unabhängig von der Speichereinheit ausgewählt werden kann.
Wie unterscheiden sich AC- und DC-Systeme bei Stromspeichern?
Platzbedarf und Standortwahl für Ihren Stromspeicher
Je nach Kapazität und Technologie variiert die physische Größe von Stromspeichern. Ein Haushaltsspeicher hat meist die Größe eines Kühlschranks, kann aber je nach Modell auch kleiner oder größer ausfallen.
Bei der Wahl der richtigen Größe sollte man neben dem aktuellen auch den zukünftigen Strombedarf in Betracht ziehen. Ein wachsender Haushalt oder der Kauf eines Elektroautos können den Energiebedarf erhöhen. Es ist daher ratsam, eine gewisse Reserve einzuplanen.
Die richtige Größe für ihren Stromspeicher
Werden Solaranlagen und Energiespeicher noch gefördert?
In Deutschland werden Photovoltaikanlagen und Stromspeicher aktuell auf mehreren Ebenen gefördert:
Für eingespeisten Strom gibt es eine Einspeisevergütung nach dem EEG. Steuerlich profitieren Betreiber durch 0 % Mehrwertsteuer und Einkommensteuerbefreiung für Anlagen bis 30 kWp. Viele Kommunen und Bundesländer bieten zusätzliche Zuschüsse, insbesondere für Batteriespeicher – oft pauschal oder pro kWh Speicherkapazität.
Die KfW bietet über das Programm 270 zinsgünstige Kredite für PV-Anlagen und Speicher mit bis zu 100 % Finanzierung. Die BAFA fördert PV-Anlagen nicht direkt, aber über die BEG bei Kombination mit anderen Sanierungsmaßnahmen.
Förderungen sind meist an technische und formale Voraussetzungen gebunden, z. B. Anmeldung im Marktstammdatenregister und Antragstellung vor Projektbeginn.
Insgesamt machen sinkende Preise, steuerliche Vorteile und Förderprogramme die Investition in PV und Speicher besonders attraktiv.
Der passende Ort für Ihren Stromspeicher
Im Außenbereich
Einige Speichermodelle sind wetterfest und können außerhalb des Gebäudes installiert werden, beispielsweise an einer Außenwand. Es ist jedoch wichtig, sicherzustellen, dass der Speicher für den Außeneinsatz geeignet ist und vor extremen Witterungsbedingungen geschützt ist.
Keller
Viele Eigentümer entscheiden sich, ihren Stromspeicher im Keller zu installieren, da dort oft ausreichend Platz vorhanden ist und die Bedingungen stabil sind.
Hauswirtschaftsraum
Hier sind die technischen Anschlüsse oft bereits vorhanden, und der Raum ist in der Regel gut zugänglich.
Das sollten Sie beim Standort Ihres Stromspeichers beachten
Belüftung
Lithium-Ionen-Batterien, die in den meisten modernen Speichern verwendet werden, können Wärme erzeugen. Daher ist eine gute Belüftung des Aufstellungsortes wichtig, um eine Überhitzung zu vermeiden.
Schutz vor Feuchtigkeit
Der Standort sollte trocken sein, da Feuchtigkeit die Lebensdauer des Speichers beeinträchtigen und zu Sicherheitsrisiken führen kann.
Stabile Unterlage
Einige Solarstromspeicher können recht schwer sein, daher sollte der Untergrund stabil und eben sein, um das Gewicht sicher tragen zu können.
Abstand zu anderen Geräten
Ein Sicherheitsabstand zu anderen elektrischen Geräten oder Heizungen ist zu empfehlen, um mögliche Störungen oder Überhitzung zu vermeiden.
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