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Photovoltaik-Speicher – Wann lohnt sich eine Hausbatterie?

Letzte Aktualisierung am 12. August 2020 von M. Lehmann

Wer eine Photovoltaikanlage besitzt oder anschaffen will, macht sich zwangsläufig auch über Speichermöglichkeiten Gedanken. Wann lohnt sich ein Stromspeicher?

Warum werden Speicher eingesetzt?

Strom wird vor allem abends genutzt, aber mittags produziert die Photovoltaikanlage am meisten. Stromspeicher können selbst produzierten Strom speichern, damit man ihn später unabhängig vom Sonnenschein nutzen kann. Auf diese Weise kann man den Eigenverbrauch erhöhen und spart sich die Kosten für den Strombezug aus dem öffentlichen Netz. Darüber hinaus ist die Einspeisevergütung mittlerweile sehr niedrig und es lohnt sich mehr denn je, den Strom auch selbst zu verbrauchen.

Arten von Batteriespeichern

Nach Speichertechnologie

Lithium-Ionen-Speicher

Lithium-Ionen-Akkus sind bei Stromspeichern am beliebtesten, da sie viele Anforderungen im Alltag erfüllen können. Alle Varianten funktionieren so, dass Lithium-Ionen von der positiven zur negativen Elektrode geleitet werden. Sie unterscheiden sich dadurch, welches Material an der positiven Elektrode verwendet wird: Oft ist das ein Gemisch aus Lithium und Kobalt, zum Beispiel Nickel-Mangan-Kobalt (NMC) oder Nickel-Kobalt-Aluminium (NCA). Bei Heimspeichern steigen jedoch immer mehr Hersteller auf positive Elektroden aus Lithium-Eisenphosphat um (LFP). Diese bieten höhere Entladeströme und sind besonders brandsicher.

  • bis zu 10.000 Ladezyklen
  • Wirkungsgrad: bis zu 95 Prozent
  • Entladetiefe: fast 100 Prozent

Die negative Elektrode besteht meist aus Graphit, weil es sehr leitfähig und temperaturresistent ist.

Blei-Säure- /Blei-Gel-Speicher

Diese Batterien waren lange der Standard bei Stromspeichern für Photovoltaikanlagen, weil sie im Gegensatz zu anderen Technologien besonders günstig waren.

Sie werden immer noch eingesetzt, sind bei Wohnhäusern aber selten geworden. Das liegt vor allem daran, dass Lithium-Ionen-Stromspeicher bessere Eigenschaften für diesen Anwendungsfall haben. Diese Eigenschaften haben zu mehr Investition geführt und damit auch zu sinkenden Preisen. Aus diesem Grund findet man auch bei Heimspeichern fast nur noch Lithium-Ionen-Akkus.

  • ca. 3000 Ladezyklen
  • Maximale Entladetiefe: 80 Prozent
  • Wirkungsgrad: unter 90 Prozent
  • – Müssen gut belüftet werden

Nach Stromart

Nicht nur die verwendete Batterietechnologie sorgt für Unterschiede, sondern auch die verwendete Systemtopologie. Dabei handelt es sich um die Stelle im Stromnetz des Hauses, an der der Stromspeicher angeschlossen wird.

Grundsätzlich kann man zwischen Gleichstrom- (DC) und Wechselstromsystemen (AC) unterscheiden. Photovoltaikanlagen erzeugen immer Gleichstrom, der anschließend von einem Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt wird und nur dann eingespeist werden kann.

DC-Speicher

DC-Speicher dienen gleichzeitig auch als Wechselrichter und können direkt nach den Photovoltaikmodulen angeschlossen werden. Es handelt sich um Hybrid-Wechselrichter, die sowohl den Solarstrom als auch den gespeicherten Strom aus der Batterie umwandeln können.

Der Gleichstrom aus der Solaranlage wird hier direkt vom Speicher aufgenommen und erst in Wechselstrom umgewandelt, wenn er im Haus benötigt wird oder die Batterie voll ist und Strom in das öffentliche Netz eingespeist wird. Da weniger umgewandelt werden muss als bei AC-Speichern, geht weniger Energie verloren.

DC-Speicher sind besonders bei Neuinstallationen zu empfehlen. Das liegt an der Position des Speichers und der nötigen Anpassung an die Spannung der Photovoltaikmodule. Die maximale Anlagengröße ist zwar beschränkt, aber der hohe Wirkungsgrad, die unkomplizierte Installation und der geringe Platzaufwand gleichen das wieder aus.

  • Weniger Umwandlungsverluste
  • Geringerer Platzbedarf
  • Umständliche Nachrüstung

AC-Speicher

AC-Speicher werden nicht direkt mit den Solarmodulen verbunden, sondern hinter einem Wechselrichter. Der Gleichstrom wird also in Wechselstrom umgewandelt und erst dann im Haushalt verbraucht, in der Batterie gespeichert oder eingespeist. Um gespeichert zu werden, muss er jedoch wieder in Gleichstrom umgewandelt werden.

AC-Stromspeicher lohnen sich bei der Aufrüstung von alten Photovoltaikanlagen, bei denen schon ein Wechselrichter vorhanden ist.

  • Einfache Nachrüstung
  • Zusätzlicher Wechselrichter nötig
  • Höherer Platzbedarf
  • Leichter Effizienzverlust durch Umwandlung

DC/AC

Mittlerweile gibt es auch Stromspeicher, die sowohl über Gleichstrom als auch Wechselstrom geladen werden können. Man hat damit die voll Flexibilität und kann sie an beiden oben genannten Stellen einsetzen.

Wirtschaftlichkeit

Für den Vergleich von Stromspeichern sollte man wissen, wie viel eine Kilowattstunde Strom kostet, die im Gerät gespeichert wird. Man teilt dafür die Gesamtkosten des Speichers durch die Strommenge, die das Gerät über die Gesamtlebensdauer speichern wird. Dafür sollte man als Anhaltspunkt die Garantie des Stromspeichers und die Ladezyklen nehmen. Die produzierte und gespeicherte Strommenge hängt auch von der Anlage und der Speichergröße ab.

Addiert man diesen Wert mit den Gestehungskosten der Photovoltaikanlage pro Kilowattstunde, kann man die Wirtschaftlichkeit besser einschätzen. Je weiter er unter dem aktuellen Strompreis pro Kilowattstunde liegt, desto mehr Stromkosten kann man einsparen. Für eine genaue Berechnung lohnt sich die Beratung durch einen Fachbetrieb.

Förderung für Stromspeicher

Eine bundesweite Förderung für Stromspeicher gibt es leider nicht mehr, aber einige Bundesländer bieten Förderungen an:

  • Bayern
  • Berlin
  • Brandenburg
  • Rheinland-Pfalz
  • Sachsen
  • Sachsen-Anhalt
  • Thüringen

Messung und Steuerung

Besonders wichtig ist für eine effiziente Speichernutzung die Steuerung. Die Systeme zeigen heutzutage nicht nur Ladestand, Stromproduktion und Einspeisung, sondern können auch den Eigenverbrauch berücksichtigen und teilweise auch abhängig von den Wetterprognosen steuern. Es lohnt sich daher, auch auf die digitalen Fähigkeiten und Smart-Home-Kompetenzen der Anbieter zu achten. Durch zunehmende Vernetzung und Abstimmung der Geräte kann man Eigenverbrauch und Autarkie maximieren und muss weniger Strom aus dem öffentlichen Netz beziehen.

Wann lohnt sich ein Batteriespeicher?

Stromspeicher sind in den letzten Jahren zwar sehr viel günstiger geworden, aber haben  im Vergleich immer noch hohe Anschaffungskosten. Während Photovoltaikanlagen ohne Stromspeicher Garantiezeiten von bis zu 25 Jahren haben und sich oft schon nach 15 Jahren amortisiert haben, liegt die Garantie von Eigenheim-Stromspeichern in der Regel bei nur zehn Jahren. Ob Sie eine Photovoltaikanlage mit oder ohne Stromspeicher wählen, ist daher stark von der gewünschten Anlagengröße und dem Stromverbrauch im Gebäude abhängig. Ein Speicher lohnt sich zum Beispiel dann, wenn Sie auch ein Elektroauto besitzen und es Zuhause mit günstigem selbst produziertem Strom aufladen möchten.

Es kann mit einem unpassend gewählten Stromspeicher auch passieren, dass sie am Lebensende ihrer Photovoltaikanlage nur die ursprünglichen Anschaffungskosten ausgleichen, aber keinen zusätzlichen Gewinn machen. Sollten Sie nur an möglichst hoher Unabhängigkeit vom Stromanbieter interessiert sein, ist das vielleicht kein Problem.

Darüber hinaus kann sich ein Stromspeicher auch lohnen, wenn Sie in einer Region mit häufigen Stromausfällen wohnen. Dann müssen Sie jedoch eine Batterie wählen, die für die Ersatzstromschaltung geeignet ist. Nicht jeder Stromspeicher ist für Stromausfälle geeignet.

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