Photovoltaik Speicher

Das Problem liegt auf der Hand: Zwischen der Produktion von Solarstrom und dem Bedarf im Haushalt können mehrere Stunden Zeit liegen. Bei einer herkömmlichen PV-Anlage können so nur etwa 23 Prozent der erzeugten Energie selbst genutzt werden. Der übrige Anteil wird ins Netz eingespeist und geht für den Eigenbedarf verloren. Photovoltaik Speicher bieten hier einen Ausweg, den sie ermöglichen das Zwischenspeichern der Solarenergie vom PV-Dach.

Photovoltaik Speicher wurden zunächst in sogenannten Inselanlagen eingesetzt, um die Versorgung mit Energie sicherzustellen. Insellösungen heißen so, weil sie vom öffentlichen Netz gelöst sind, wie eine Insel vom Festland. Das kann beispielsweise bei Wohnmobilen oder auch bei Ferienhäusern der Fall sein. Mit der sinkenden Einspeisevergütung für Phovotoltaikstrom haben aber auch herkömmliche Haushalte den Anspruch, ihren Eigenverbrauch zu erhöhen. Man sagt auch: ihren Autarkiegrad zu erhöhen. Hier kommen bisher verschiedene Akkumulatoren zum Einsatz. Weit verbreitet sind u. a. folgende Stromspeicher:

• Blei-Säure-Akkumulatoren – Für diese Akkumulatoren bestehen gute Langzeiterfahrungen. Sie gelten auch als relativ sicher, wenn auch bei diesen Stromspeichern die Gefahr der Freisetzung von Wasserstoff mit einer möglichen Explosion durch Knallgas besteht. Das Plus von Blei-Säure-Akkumulatoren ist der vergleichsweise günstige Preis und die gute Zyklenfestigkeit.
• Blei-Gel-Akkumulatoren – Vom Aspekt der Sicherheit ist dieser Stromspeicher den Blei-Säure-Akkumulatoren zu bevorzugen. Auch hier bestehen gute Langzeiterfahrungen aus automobilen Anwendungen. Allerdings sind diese Stromspeicher relativ teuer. Allerdings sind die Blei-Akkumulatoren nicht wirtschaftlich als Photovoltaik Speicher einsetzbar, weil durch die hohen Verluste nur rund 70 % des gespeicherten Solarstroms genutzt werden können.

Die Änderungen beim Eigenverbrauch, Stromtarifen und der Einspeisevergütung sorgen dafür, dass Stromspeicher zukünftig immer wichtiger werden. Unternehmen bieten zunehmend Photovoltaik Speicher mit einer hohen Kapazität an, die dafür sorgen, dass ein Privathaushalt bis zu 70 % seines Jahresbedarfs an Strom über die eigene Photovoltaikanlage decken kann. Eingesetzt werden hierbei Lithium-Ionen-Akkumulatoren.

• Lithium-Ionen-Akkumulatoren – Diese Akkumulatoren, die aus anderen Anwendungen wie Handys oder Laptops bekannt sind, bieten mehrere Vorteile: Sie sind ausgesprochen zyklenfest und haben eine sehr lange Lebensdauer von etwa 15 Jahren. Außerdem bieten sie eine enorm hohe Kapazität und können 100 Prozent entladen – Sie können die gespeicherte Energie also auch wirklich komplett nutzen. Ihr Systemwirkungsgrad liegt bei über 90 Prozent, wo Blei-Akkus nur 70 Prozent erreichen.

Als negativer Aspekt wird immer wieder eine Überhitzungsgefahr bei Überladung genannt. Werden Lithium-Ionen-Akkumulatoren mit einem intelligenten Lademanagement und einem entsprechenden Wechselrichter mit Energiemanagement im Haushalt kombiniert, können diese Stromspeicher den Eigenverbrauch erheblich vorantreiben.

Lithium-Ionen-Akkumulatoren nehmen zudem vergleichsweise wenig Platz ein: Ein Photovoltaik Speicher basierend auf der Lithium-Ionen-Technik liefert pro Kilogramm Speichergewicht rund 100 bis 200 Wh Speicherkapazität und weist damit eine hohe Energiedichte auf.

Der Preis für einen Stromspeicher mit einer Kapazität bis 10 kWh variiert je nach Hersteller und Modell. Allein in den letzten Jahren sind die Preise aufgrund erhöhter Nachfrage rasant gefallen.

• 2010: pro kWh Speicherkapazität 6.000 €
• 2023: sind es im Schnitt nur noch 700 € pro kWh

Gründe für die sinkenden Preise sind die hohe Nachfrage und die optimierten Herstellungsverfahren. Heutzutage werden Lithium-Ionen-Batterien deutlich günstiger produziert als noch vor einigen Jahren.  

Unter Berücksichtigung aktueller Preisentwicklungen würde ein Stromspeicher mit einer Kapazität von 10 kWh heute etwa zwischen 2.000 € und 9.000 € liegen.

Die korrekte Dimensionierung des Stromspeichers ist ein essenzieller Faktor, wenn er später nachgerüstet wird. Das Problem dabei:

• Eine zu geringe Dimensionierung führt zu einem niedrigen Eigenverbrauch und ungenutztem Sparpotenzial
• ein zu großer Akku kostet zusätzliche teure Speicherkapazität, die möglicherweise nicht vollständig genutzt wird.

Das Ziel der Dimensionierung sollte daher nicht unbedingt eine vollständige Autarkie mit einer Eigenverbrauchsquote von 100 Prozent sein, sondern vielmehr eine optimale Größe, die Autarkiegrad und Wirtschaftlichkeit ausgewogen berücksichtigt.

Eine Faustformel besagt:

 Für jedes Kilowattpeak (kWp) der PV-Anlage etwa eine Kilowattstunde Speicherkapazität

Damit kann der Eigenverbrauchsanteil auf etwa 60 Prozent gesteigert werden.

Die Auslegung des Stromspeichers wird nicht nur durch die Größe der PV-Anlage beeinflusst, sondern auch durch das individuelle Verbrauchsverhalten. Ein Haushalt mit einem hohen Stromverbrauch während der Abend- und Nachtstunden benötigt einen größeren Speicher im Vergleich zu einem Haushalt mit einem Spitzenverbrauch tagsüber.

Die Kosten für die Installation eines PV-Speichers sind abhängig von der Komplexität des Einbaus.

• Gibt es hier möglicherweise Herausforderungen durch das Aufstemmen von Wänden und die Verlegung von Kabeln?
• Wird der Stromspeicher als Teil einer PV-Anlage installiert oder nachgerüstet?

Normalerweise belaufen sich die Installationskosten auf etwa 1.000 bis 2.500 €. Bei besonders aufwändigen Einbauten können die Kosten auch auf 3.000 - 4.000 € steigen. Jedoch sollten die Installationskosten in der Regel diesen Betrag nicht überschreiten.

Allgemein wird empfohlen, den PV-Speicher alle ein bis zwei Jahre einer umfassenden Überprüfung zu unterziehen. Leider geben die meisten Stromspeicher-Hersteller keine genauen Informationen zu den Wartungskosten an. Als Richtlinie für die anfallenden Kosten sollte man etwa 1 bis 2 Prozent der Anschaffungskosten des Solarspeichers beiseitelegen.