WELCHER PV-SPEICHER IST DER RICHTIGE FÜR MICH?
Um dies zu entscheiden, werden hier zunächst zwei stationäre Energiespeicher für Solarstrom vorgestellt: Lithium-Batterien und Redox-Flow-Batterien.
Solarspeicher, auch als Batteriespeicher für Solarenergie oder Solarstromspeicher bezeichnet, dienen dazu, Strom aus Photovoltaikanlagen zu speichern, um diesen später nutzen zu können.
Solarmodule erzeugen zunächst Gleichstrom (DC). Ein Wechselrichter wandelt den Gleichstrom in Wechselstrom (AC) um, der dann im Haushalt genutzt werden kann. Wird der Strom nicht sofort benötigt, kann er in den Solarspeicher geleitet werden. Der Speicher wandelt den Strom in einer chemischen Reaktion um und speichert ihn. Wird mehr Energie benötigt, als die Photovoltaikanlage liefert, wird der gespeicherte Strom aus dem Speicher abgerufen.
Ein integriertes Batteriemanagementsystem überwacht und steuert die Lade- und Entladevorgänge des Solarspeichers. Zusätzlich verfügen einige Speichermodelle über ein Energiemanagementsystem, das die Nutzung des gespeicherten Stroms optimiert. Bei einigen Herstellern kann dieses System sogar verschiedene externe Einflüsse wie aktuelle Strompreise, Wetterprognosen und den spezifischen Strombedarf des Haushalts berücksichtigen, um die Effizienz zu maximieren.
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Welcher PV-Speicher ist der richtige für mich?
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Strom aus einer Solaranlage, die direkt an einem Wohnhaus installiert ist, kann entweder direkt im Haushalt genutzt oder in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden. Bei der Einspeisung ins Netz wird der Strom nach den Vorgaben des Erneuerbare-Energien-Gesetzes zu einem festgelegten Preis pro Kilowattstunde vergütet. Finanziell attraktiver ist es jedoch meist, den Solarstrom selbst zu verbrauchen. Die Kosten für die Erzeugung einer Kilowattstunde Solarstrom – die Stromgestehungskosten – sind teilweise höher als die Einspeisevergütung.
Der Eigenverbrauch des Stroms ist nicht nur wirtschaftlich lukrativer, sondern auch umweltfreundlicher. Denn durch die Minimierung der Übertragungsverluste wird die Energieeffizienz erhöht. Zudem sorgt der Eigenverbrauch für mehr Unabhängigkeit von schwankenden Preisen auf dem Strommarkt.
Daher gilt: Je mehr vom selbst erzeugten Solarstrom auch selbst genutzt wird, desto besser. Ein Solarstromspeicher kann dabei eine wichtige Rolle spielen, denn er kann die Zeit zwischen der Erzeugung am Tag und dem Verbrauch vor allem am Abend überbrücken. Dies verringert die Abhängigkeit vom öffentlichen Netz und hilft, Stromkosten zu sparen. Darüber hinaus kann der Solarspeicher in Notfällen als Ersatz- oder Notstromquelle dienen, um wichtige Haushaltsgeräte bei einem Stromausfall mit Energie zu versorgen. Insgesamt trägt die Investition in Solarstrom und entsprechende Speichertechnologien dazu bei, den Verbrauch fossiler Energien zu reduzieren und die Umwelt zu entlasten.
Um dies zu entscheiden, werden hier zunächst zwei stationäre Energiespeicher für Solarstrom vorgestellt: Lithium-Batterien und Redox-Flow-Batterien.
Lithiumbasierte Speicher, genau gesagt Lithium-Ionen-Batterien, werden in vielen Geräten verwendet, darunter Mobiltelefone, Elektroautos, Notebooks und auch Solarspeicher. Sie haben eine hohe Energiedichte, daher können sie viel Strom speichern. Die Batterien haben in der Regel eine Lebensdauer von 10 bis 15 Jahren und sind aufgrund ihrer weiten Verbreitung relativ preiswert. Lithium-Ionen-Batterien haben aber auch Nachteile. Dazu gehören die Brandgefahr und die kritischen sozialen und ökologischen Bedingungen, die beim Abbau der benötigten Rohstoffe herrschen können. Auch für ein Recycling sind sie nicht geeignet. Zudem nimmt ihre Speicherkapazität bei jedem Ladezyklus leicht ab, sodass sie gegen Ende ihrer Lebensdauer deutlich weniger Solarstrom speichern können.
Redox-Flow-Batterien, auch Flussbatterien genannt, funktionieren auf Grundlage von Redox-Reaktionen. Bei dieser Technologie wird Elektrolytflüssigkeit als Speichermedium verwendet. Die Effizienz der Batterien wird durch den „Stack“ bestimmt, der die Umwandlung von elektrischer in chemische Energie und umgekehrt ermöglicht. Ein wesentliches Merkmal von Redox-Flow-Batterien ist die modulare Anpassbarkeit von Leistung und Kapazität; beispielsweise kann das Volumen des Elektrolyttanks vergrößert werden, um die Speicherkapazität zu erhöhen.
Flussbatterien haben eine sehr lange Nutzungsdauer, die 20 Jahre überschreiten kann, ihre Leistung bleibt über viele Ladezyklen hinweg konstant, zudem haben sie eine nur geringe Selbstentladung. Ein weiterer Vorteil ist ihre Sicherheit durch die Verwendung nicht entflammbarer Elektrolyten auf Wasserbasis. Aufgrund der geringeren Energiedichte benötigen Redox-Flow-Batterien jedoch mehr Platz als Lithiumbatterien, außerdem sind sie zunächst mit höheren Anschaffungskosten verbunden.
Obwohl Bleibatterien nach Lithium-Ionen-Batterien die am zweithäufigsten eingesetzten Solarstromspeicherung sind, gilt diese Technologie als veraltet, daher wird die Technologie nicht in diesen Vergleich einbezogen.
Folgende Übersicht kann bei der Auswahl des passenden Solarspeichers helfen:
Stromspeicher sind eine langfristige Investition, deren Anschaffungskosten sich erst nach mehreren Jahren durch Einsparungen amortisieren. Entscheidend für den wirtschaftlichen Nutzen ist die richtige Dimensionierung des Speichers.
Die geeignete Größe des Heimspeichers wird insbesondere durch die Leistung der Photovoltaikanlage und das Verbrauchsverhalten des Haushalts bestimmt. Dabei ist es wichtig, nicht nur den verbrauchten Strom zu berücksichtigen, sondern auch die Zeiten hohen Bedarfs – vor allem außerhalb der Sonnenstunden.
Nach einer Empfehlung des Verbraucherzentrale Bundesverbandes sollte pro Kilowattstunde Spitzenleistung der Photovoltaikanlage und pro 1.000 Kilowattstunden Jahresverbrauch eine Kilowattstunde Speicherkapazität eingeplant werden.
Ein weiterer wichtiger Aspekt ist der gewünschte Autarkiegrad, d.h. wie unabhängig der Haushalt vom öffentlichen Stromnetz sein soll. Außerdem sollte auf eine hohe Entladetiefe der Batterie geachtet werden, um die Speicherkapazität voll ausnutzen zu können.
Wichtig ist weiterhin, dass eine überdimensionierte Batterie unnötige Kosten für die ungenutzte Kapazität verursacht, während ein zu klein gewählter Speicher nicht ausreicht, um die Bedarfsspitzen abzudecken oder den hohen Verbrauch vor allem am Abend zu überbrücken, so dass zusätzlich Strom aus dem Netz bezogen werden muss. Allerdings amortisiert sich ein kleiner dimensionierter Speicher oft schneller als ein zu großer.
Die Lebensdauer eines Speichersystems, insbesondere bei Typen wie Redox-Flow-Batterien, die für den Hausgebrauch geeignet sind, spielt eine entscheidende Rolle für die Wirtschaftlichkeit. Diese Systeme sind für ihre Langlebigkeit bekannt, die mehr als 20 Jahre betragen kann, was zu einer verbesserten Wirtschaftlichkeit führt.
STORAC ist der Redox-Flow-Speicher von Prolux und ist einzigartig auf dem Markt für Heimspeicher. Bisher wurden Redox-Flow-Batterien ausschließlich für gewerbliche Verwendungen eingesetzt. Mit dem STORAC hat Prolux einen sicheren und langlebigen Redox-Flow-Heimspeicher entwickelt, der auch in den Eigenheimen Platz finden kann.
Er eignet sich für alle Anwendungen, bei denen Solarenergie unabhängig genutzt, der Eigenverbrauch maximiert und Stromausfälle vermieden werden sollen. Der Speicher kommt ohne Seltene Erden aus, ist nicht brennbar und behält auch nach einer Lebensdauer von über 20 Jahren mindestens 95 Prozent seiner Kapazität.
Die Anschaffungskosten eines Stromspeichers variieren stark je nach Hersteller und gewählter Technologie. Lithium-Ionen-Batterien sind derzeit am weitesten verbreitet und kosten in der Regel zwischen 600 und 1.200 Euro pro Kilowattstunde Speicherkapazität. Bereits seit Jahrzehnten im industriellen Einsatz, aber noch relativ neu auf dem Markt für kleinere Wohngebäude sind PV-Speicher, die auf der Redox-Flow-Technologie basieren und tendenziell etwas teurer sind als herkömmliche Lithium-Speicher. Ein wesentlicher Vorteil ist hier, dass die Speicherkapazität über lange Zeiträume (20-30 Jahre) konstant bleibt – im Gegensatz zu Lithium-Batterien, deren Kapazität mit der Zeit abnimmt. Redox-Flow-Batterien wie die STORAC von Prolux Solutions haben zudem den Vorteil, dass sie nicht entflammbar und leichter zu reparieren sind. Im Gegensatz dazu kann ein Defekt bei Lithiumbatterien oft den Austausch des gesamten Speichers erforderlich machen.
Ein weiterer Faktor, der die Kosten beeinflusst, ist die Größe des Speichers: Größere Batteriespeicher sind in der Regel pro Kilowattstunde günstiger. Außerdem spielen die Installationskosten eine wichtige Rolle, die je nach Speichermodell und Gegebenheiten im Haus zwischen 800 und 4.000 Euro liegen können. Für einen neuen 10-kWh-Lithium-Batteriespeicher in einem Einfamilienhaus können somit Gesamtkosten zwischen 7.000 und 14.000 Euro anfallen, je nach Spezifikation und Installation des Systems.
Stromspeicher ermöglichen eine effiziente und wirtschaftliche Nutzung von Solarstrom. Denn mit ihnen kann der von Photovoltaikanlagen erzeugte Strom auch dann im eigenen Gebäude genutzt werden, wenn die Sonne nicht scheint. Dadurch werden Übertragungsverluste minimiert und das Netz entlastet. Die Einspeisung des Solarstroms in das öffentliche Netz ist – trotz finanzieller Vergütung – weniger rentabel als der direkte Verbrauch.
Neben wirtschaftlichen Überlegungen sprechen auch der Umweltschutz und der Wunsch nach Energieautarkie für die Anschaffung von Solarspeichern. Sie ermöglichen es Haushalten und Gewerbebetrieben, die Abhängigkeit vom Stromversorger zu verringern und einen Beitrag zum Umweltschutz zu leisten.
In autarken Systemen, wie z.B. abgelegenen Berghütten, die nicht an das öffentliche Stromnetz angeschlossen sind, ist der Einsatz eines PV-Speichers unerlässlich. Auch in städtischen Gebieten erhöht ein Solarbatteriespeicher die Unabhängigkeit von der Strompreisentwicklung, da weniger Strom aus dem Netz dazugekauft werden muss. Zudem können die Speicher Schutz vor Stromausfällen bieten, was zu einer verbesserten Energieversorgungssicherheit führt.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Stromspeicher für Solaranlagen nicht nur finanzielle und ökologische Vorteile bieten, sondern auch die Energieunabhängigkeit fördern und eine sichere Stromversorgung gewährleisten. Damit sind sie eine sinnvolle und zukunftssichere Investition für jeden Haushalt oder Betrieb, der erneuerbare Energien nutzen möchte oder bereits nutzt.