Solar Batteriespeicher: Stromspeichern und sparen

Solar Batteriespeicher_Produktbild mit Familie
Bild: Solarmax

Wer eine Photovoltaik-Anlage auf dem Dach hat, nutzt in der Regel tagsüber den Strom und speist den Rest ins Stromnetz. Damit erreichen Eigenheimbesitzer eine Autarkiequote von durchschnittlich 38 Prozent. Denn sie können den Strom selbst verbrauchen, wenn er produziert wird – also, wenn die Sonne scheint. Der verbleibende Strom wird gegen die Einspeisevergütung an den Stromversorger verkauft. Mit einem Solar Batteriespeicher im Keller sind sogar bis zu 90 Prozent Autarkiequote möglich. Wir erklären, wie das geht und was es mit dem Solar Batteriespeicher auf sich hat.

Was ist ein Solar Batteriespeicher?

In einem Solar Batteriespeicher wird der nicht sofort verbrauchte Solarstrom gespeichert. In den meisten Modellen kommen Lithium-Ionen-Akkus zum Einsatz und die Geräte sind in der Regel modular aufgebaut. Zusätzlich verfügen moderne Solar Batteriespeicher über elektronische Steuerungen.

So verfügt zum Beispiel das DC-Speichersystem Max.Storage vom bayerischen Hersteller Solarmax über einen modularen Batterieaufbau, bei dem die Speicherkapazität von 2 bis 16 kWh individuell an das Verbrauchsverhalten der Nutzer angepasst werden kann. Diese Batteriepacks lassen sich jederzeit nachrüsten. Wem diese Kapazität noch nicht reicht, der hat die Möglichkeit mehrere Geräte zu kaskadieren, das heißt, hintereinanderzuschalten.

Moderne Solar Batteriespeicher, wie der in Bayern hergestellte Max.Storage, lassen sich über den Webbrowser bedienen. Damit kann man unter anderem die Energieerzeugung, Energieverbrauch, Energiespeicherung und die Netzeinspeisung grafisch visualisieren. Energiemanagement und Energieflusssteuerung sind ebenfalls an Bord.

Was kostet ein 10 kW Stromspeicher?

Die Kosten für einen Batteriespeicher richten sich hauptsächlich nach der Größe des Speichers. Als Faustformel gilt: je größer der Speicher, desto teurer der Solar Batteriespeicher. Für 1 Kilowatt Speicher haben Verbraucher mit Kosten in Höhe von rund 1.000 Euro zu rechnen. Dies ist eine grobe Sichtweise. Die Preise der Geräte variieren nach der zusätzlichen Ausstattung. Ein Trend ist seit einiger Zeit zu beobachten: die Preise für 1 Kilowatt Speicher fallen. Erhöhter Bedarf, die damit einhergehende Massenproduktion und der technische Fortschritt werden für sinkende Preise sorgen.

Generell gilt: Die Einspeisevergütung für den verbleibenden Strom richtet sich nach der Inbetriebnahme der Anlage und beträgt bei Betriebsstart im März 2021 7,92 Cent pro Kilowattstunde (kWh). Dagegen betrug der durchschnittliche Strompreis bei lokalen Versorgern in Deutschland 34,75 Cent pro kWh (Stand Februar 2021).

Wie groß hat ein Batteriespeicher zu sein?

Welche Kapazität ist ratsam für einen Solar Batteriespeicher? Die Antwort darauf ist nicht leicht. Als Faustregel gilt: Je mehr Eigenverbrauch du möchtest, desto größer sollte der Solar Batteriespeicher ausgelegt sein. Deine Anwesenheit in den eigenen vier Wänden und die übliche Zeit des täglichen Stromverbrauchs wirkt sich ebenfalls auf die Größe aus. Viele Haushalte verbrauchen morgens und abends mehr Strom als zum Beispiel während der Mittagszeit. In der Regel weilen die meisten Menschen während der besten Sonnenstunden bei der Arbeit und verbrauchen den frisch produzierten Strom Zuhause nicht aktiv.

In den Morgenstunden und wenn der Abend dämmert, reicht die Stromproduktion der PV-Anlage nicht aus, um den Strombedarf zu diesen Zeiten zu decken. Ohne Speicher wärst du jetzt genötigt, Strom nachzukaufen. Mit einem Stromspeicher im Keller kannst du den mittags und nachmittags erzeugten Strom speichern und am Abend sowie am nächsten Morgen verbrauchen. Das Beispiel zeigt, dass das Verbrauchsverhalten sich auf die Größe des Speichers auswirkt.

Solar Batteriespeicher_Abmessung Höhe MaxStorage
So viel Platz brauchst du im Keller: Die Maße dieses Solar Batteriespeichers betragen unabhängig von der Kapazität 700 mm x 1.060-1075 mm x 405 mm. Bild: Solarmax.

Wie wirkt sich ein Elektroauto auf die Größe des Speichers aus?

Du spielst mit dem Gedanken, dir ein Elektroauto anzuschaffen und es mit dem selbstproduzierten Solarstrom zu laden? In dem Fall kommst du kaum um eine Batterie herum. Denn, wie im Beispiel einen Absatz vorher aufgezeigt, hängt das Auto nicht dann an der Wallbox, wenn die PV-Anlage um die Mittagszeit kräftig Strom erzeugt. In der Regel steht das Vehikel in dieser Zeit auf dem Mitarbeiter-Parkplatz des Arbeitgebers.

Nehmen wir als Rechenbeispiel 3.500 kWh Jahresstromverbrauch an und zusätzlich 2.500 kWh für das tagsüber nicht zu Hause abgestellte Elektroauto. Der Solar Batteriespeicher sollte in dem Fall nicht kleiner als 6 kWh sein. Ohne Pendlerfahrzeug würde sich eine empfohlene Speichergröße von mindestens 3,5 kWh ergeben.

Kann das Elektroauto als Solar Batteriespeicher fungieren?

Wer ein Elektroauto fährt und entweder mit selbstproduziertem oder mit Ökostrom „betankt“, leistet seinen Beitrag gegen den Klimawandel. Das ist klar. Dass das Elektroauto ebenfalls als Stromspeicher fungieren kann, ist für viele ein neuer Gedanke. Sinnvoll ist das zum Beispiel, wenn die PV-Anlage nicht genügend Strom erzeugt, um das Hausstromnetz zu versorgen.

In der Regel fahren wir mit unserem Elektroauto Kurzstrecken. Und den Rest des Tages steht das E-Auto ungenutzt herum – mit fast vollem Akku. Da bietet es sich an, mit dieser Energie zum Beispiel den Kühlschrank und die Beleuchtung zu versorgen. Dazu musst du das Auto als Batteriespeicher nutzen.

Damit das klappt, muss der Akku im E-Auto nicht nur Strom aufnehmen, sondern auch abgeben können. Gleichzeitig ist es nötig, dass das Auto zum Zeitpunkt der nächsten Fahrt voll einsatzbereit ist. Das vermag die Technik des bidirektionalen Ladens, genannt Vehicle-to-Grid (V2G) oder Vehicle-to-Home (V2H).

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Ein Elektroauto kann als Stromspeicher fungieren. Bild: Pixabay.

Was kostet ein Batteriespeicher?

Die Kosten für einen Solar Batteriespeicher hängen von der Kapazität und der Ausstattung ab. Ein Solar Batteriespeicher in einem Einfamilienhaus hat in der Regel eine Speicherkapazität von 3 bis 12 kWh. Die Kosten für die Kilowattstunde-Batteriespeicher setzt man grob mit 1.200 Euro an. Beachte, dass kleine Batteriespeicher in der Regel etwas teurer pro Kilowattstunde sind als größere Speicher.

Kleine Batteriespeicher mit einer Kapazität zwischen 3 und 6 kWh liegen im Preissegment etwa zwischen 3.500 und 6.000 Euro. Speicher zwischen 7 und 10 Kilowattstunden kosten zwischen 7.000 und 10.000 Euro.

Aufgrund der Preisdifferenzen ist es ratsam, sich die technischen Details und die Möglichkeiten detailliert anzuschauen. Die Unterschiede zwischen den einzelnen Herstellern und Modellen sind teilweise gewaltig.

Sind Stromspeicher wirtschaftlich?

Wer heute noch hofft, mit einer PV-Anlage und der Einspeisevergütung rentabel zu sein und Gewinne zu machen, der irrt. Bei einer Einspeisevergütung von 8,04 Cent pro Kilowattstunde (kWh), wenn die Anlage zum Beispiel im Februar 2021 in Betrieb gegangen ist, ist das schwerlich möglich. Dagegen stehen Kosten pro erzeugte kWh bei im Süden Deutschlands aufgestellten Kleinanlagen von 7,23 Cent. Wer im Norden Solarstrom erzeugt, muss gar 11,54 Cent pro kWh aufwenden. Angesichts der aktuellen Strompreise ist die Kilowattstunde vom Dach noch ein Schnäppchen. Aufgrund der Stromkosten-Einsparung amortisiert sich die PV-Anlage samt Batteriespeicher innerhalb von sieben bis acht Jahren. Die Lebensdauer einer Photovoltaikanlage beträgt Minimum 20 Jahre.

Experten-Tipp: Wer mit einem Solar Batteriespeicher einen hohen Autarkiegrad erreichen möchte, erhöht diesen durch eine Reduzierung des Stromverbrauchs noch. Eine Kombination aus einem kleinen Batteriespeicher und Stromeinsparungen ist aus finanzieller Sicht ebenfalls eine Lösung.

Was sind Erhaltungsladung, Wirkungsgrade und Ladezyklen?

Ein Solar Batteriespeicher und der vielfach bereits integrierte Wechselrichter sind selbst elektrische Verbraucher. Wie hoch die Stromverluste zum Beispiel durch das Speichern oder durch das Umwandeln von Gleichstrom in Wechselstrom sind, ist bei den Systemen schwer zu fassen.

Interessant ist ebenfalls die bei Batterien nötige Erhaltungsladung. Sie ist nötig, um keine Tiefenentladung zu erhalten, die die Batterie möglicherweise beschädigt. Das geht bei einem Solar Batteriespeicher zum Beispiel im Winter, wenn sehr wenig oder kein Strom aus dem PV-Modulen im Batteriespeicher eingelagert wird. In dem Fall bezieht man die Erhaltungsladung teilweise oder komplett aus dem Netz.

Um einen Schaden zu verhindern, lassen bestimmte Hersteller ihre Akkus automatisch vollladen. Das passiert unter Umständen mit Netzstrom.

Für den Hausbesitzer ärgerlich wäre zum Beispiel ein Szenario, dass der Solar Batteriespeicher kurz vor Sonnenaufgang automatisch mit Netzstrom komplett aufgefüllt wird, um eine Tiefenentladung und damit einen Schaden zu verhindern. Solarstrom passt dann nicht mehr hinein.

Eine wichtige Kennzahl bei Batteriespeichern sind die Ladezyklen. Sie bestimmen die Lebensdauer eines Solar Batteriespeichers. Denn diese verschleißen mit dem Laden, Speichern und Entladen. Ein solcher Vorgang bei Nutzung der vollständigen Kapazität ist ein Ladezyklus. Moderne Stromspeicher erreichen 5.000 bis 10.000 Ladezyklen. Wird der Speicher nicht komplett geladen und dann entladen, spricht man von Teil-Zyklen, die sich zu ganzen Ladezyklen addieren.

Ebenfalls interessant ist der Entladungsgrad, auch Entladetiefe oder Depth of Discharge (DOD) genannt. Dieser Wert beschreibt, welchen Anteil der Nennkapazität des Solar Batteriespeichers man im Betrieb nutzt. Übliche Entladungsgrade bei Lithium-Ionen-Akkus sind je nach Anwendungssituation in der Regel 60 bis 90 Prozent. Zum Beispiel verfügt das DC-Speichersystem Max.Storage von Solarmax über einen Entladungsgrad von 90 Prozent.

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Der Solar Batteriespeicher Max.Storage von Solarmax. Bild: Solarmax

Wie viel Energie produziert eine Photovoltaik Anlage?

Wie viel Strom eine Photovoltaik Anlage produziert, hängt stark mit der Dachfläche zusammen, auf der die Solarmodule installiert werden. Für ein Kilowatt Peak (kWp) wird ungefähr eine Dachfläche von 8 bis 10 Quadratmetern benötigt. Auf einem Dach eines Einfamilienhauses ist in der Regel Platz für PV-Module mit Gesamtleistung von 3 bis 10 kWp und die erzeugen – rein statistisch – pro kWp zwischen 850 und 950 Kilowattstunden Strom pro Jahr.

Ein Hersteller von Solarmodulen schreibt dazu: 3 Solarmodule erzeugen in einer Stunde mehr Strom, als du benötigst, um rund 60 Stunden am Laptop zu arbeiten oder alle 3 Teile „Herr der Ringe“ zu schauen.

Welche Lebensdauer hat ein Stromspeicher in der Regel?

Dies ist eine zentrale Frage, wenn es um die Wirtschaftlichkeit eines Batteriespeichers geht. Wie in diesem Artikel erwähnt, amortisiert sich die PV-Anlage samt Solar Batteriespeicher innerhalb von sieben bis acht Jahren. Die Lebensdauer einer Photovoltaikanlage beträgt Minimum 20 Jahre.

Die Lebensdauer eines Solar Batteriespeichers wird in Ladezyklen berechnet, denn wie bereits erwähnt verschleißen Batteriespeicher mit dem Laden, Speichern und Entladen. Ein vollständiges Laden, Speichern und Entladen ist ein Ladezyklus. Ebenfalls möglich ist es, Teil-Zyklen zu ganzen Ladezyklen zu addieren.

Ein durchschnittlicher Privathaushalt nutzt im Jahr rund 250 Ladezyklen. Für ein Rechenbeispiel setzen wir 275 Ladezyklen pro Jahr und eine Lebensdauer des Batteriespeichers von 8.000 Ladezyklen an. Danach wäre unser fiktiver Batteriespeicher nach rund 29 Jahren verschlissen und man braucht einen neuen. Der Grund ist, dass ein moderner Stromspeicher 5.000 bis 10.000 Ladezyklen erreicht.

Wie speichere ich Photovoltaik-Strom?

Strom von einer Photovoltaik-Anlage auf dem Dach speichert sich in Solar Batteriespeichern. Durchgesetzt haben sich mittlerweile Lithium-Ionen Akkus, die wir zum Beispiel aus Smartphones, Notebooks oder Elektroautos kennen.

Machen wir einen Ausflug in die Elektromobilität, zum E-Auto. Was passiert mit den dort verbauten Akkus, wenn sie Kapazität verlieren und der Nutzer mit einer eingeschränkten Reichweite des E-Autos zurechtzukommen hat? Die Batterie wird ausgetauscht. Bleibt einem in dem Fall nichts anderes übrig, als den Lithium-Ionen Akku zu entsorgen? Nein.

Viele Automobil-Hersteller vermarkten die Akkus weiter. Sie haben ein sogenanntes Second Life, ein zweites Leben, im Keller als Solar Batteriespeicher. Für den Einsatz im E-Auto mag der Akku zwar nicht mehr leistungsfähig genug sein, ihn zu entsorgen ist aber ökonomisch wie ökologisch nicht sinnvoll. In der Regel bringen die Autoakkus nach circa 1.500 bis 2.500 Ladezyklen noch 70 bis 80 Prozent ihrer ursprünglichen Kapazität mit. Das zweite Leben dauert unter Umständen noch 10 bis 12 Jahre. Erst im Anschluss ist der Akku ein Fall für die Entsorgung.

Wie speise ich Strom ins Netz ein?

Wenn dein Solar Batteriespeicher voll ist oder du keinen Speicher einsetzt, hast du die Option deinen Solarstrom ins Netz einzuspeisen. Du verkaufst ihn an den Stromversorger. Im Gegenzug erhältst du die Einspeisevergütung. Die ist anhängig vom Jahr und Monat der Inbetriebnahme der Anlage. Liegt beispielsweise der März 2021 zugrunde, erhältst du 7,92 Cent pro Kilowattstunde (kWh) eingespeistem Strom von deinem Stromversorger. Wenn du von deinem Stromversorger eine Kilowattstunde Strom einkaufst, bezahlst du im Februar 2021 durchschnittlich 34,75 Cent. Wenn du nur diese beiden Preise betrachtest, lohnt sich der Kauf eines Batteriespeichers schon.

Was sind AC- oder DC-Speichersysteme?

Wer sich für einen Batteriespeicher entscheidet, steht an einem gewissen Punkt vor der Frage, ob der Gleichstrom von den PV-Modulen im Akku als Gleichstrom (DC) oder Wechselstrom (AC) gespeichert werden soll. Beachte, dass Solarmodule immer Gleichstrom erzeugen, die Geräte im Haus aber alle Wechselstrom verbrauchen. Der Solarstrom muss also auf seinem Weg von den PV-Modulen zum Speicher und von dort zu den Geräten Minimum einmal durch einen Wechselrichter, der aus Wechselstrom Gleichstrom macht oder umgekehrt.

AC-gekoppelte Speichersysteme werden nach dem Wechselrichter der PV-Anlage in den Hausstromkreis integriert. Zum Aufladen wird ein weiterer Wechselrichter benötigt. Beim Entladen des Batteriespeichers muss der Gleichstrom zurück in Wechselstrom konvertiert werden. Durch diese doppelte Umformung des Stroms kommt es zu sogenannten Wechselverlusten. Das bedeutet du verlierst Strom.

Gerade bei der nachträglichen Installation bieten sich AC-gekoppelte Speichersysteme an, da man den Speicher unabhängig vom Wechselrichter der PV-Anlage installieren kann.

DC-gekoppelte Speichersysteme werden vor dem PV-Wechselrichter installiert. Solche Batteriespeicher erzielen einen hohen Wirkungsgrad. In der Regel kommen sie als Einheit und bringen Wechselrichter, Laderegler und Speichersystem in einem Gehäuse mit. Wenn du eine PV-Anlage mit Solar Batteriespeicher neu installieren lässt, bieten sich DC-gekoppelte Speichersysteme an.

Fazit

Einen guten Solarstromspeicher zu erkennen, ist gar nicht so leicht. Doch ein paar Eckdaten helfen, ihn zu identifizieren. Ein Kriterium ist der Verlust beim Speichern und Entladen, also dem Abrufen des Stroms. Bei den aktuell gängigen Lithium-Ionen-Akkus beträgt die Effizienz 85 bis 97 Prozent. Ein Blick in den Markt zeigt, dass zum Beispiel das Speichersystem Max.Storage von Solarmax über einen Entladungsgrad von 90 Prozent verfügt.

Was ist noch wichtig? Solar Batteriespeicher laufen in der Praxis in der Regel nie in Volllast, sondern die Speicher werden nicht komplett geladen und wieder entladen. Dabei ist es entscheidend, dass der Batteriespeicher vor allem im Teillastbereich effizient ist. Außerdem sollte der Standby-Stromverbrauch nicht mehr als 5 Watt betragen. Wer diese Punkte bei der Auswahl des Batteriespeichers beachtet, wird leicht ein für sich passendes Speichersystem finden und somit immer ausreichend Solarstrom zur Verfügung haben.

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