Solarstromspeicher, auch bekannt als Solarspeicher oder Batteriespeicher für Solarenergie, speichern überschüssige Energie aus Solaranlagen, damit sie zu einem späteren Zeitpunkt genutzt werden kann.
Eine Solaranlage erzeugt Strom aus Sonnenlicht. Der erzeugte Solarstrom wird direkt im Haushalt verwendet oder in das öffentliche Stromnetz eingespeist. Wenn die Solaranlage jedoch mehr Energie erzeugt als im Haushalt benötigt wird, kann ein Solarstromspeicher diese überschüssige Energie speichern, anstatt sie ins Netz abzugeben.
Dadurch kann ein Solarstromspeicher den Eigenverbrauch des erzeugten Solarstroms erhöhen. Dies trägt dazu bei, dass weniger Strom aus dem öffentlichen Netz bezogen werden muss, hilft somit Stromkosten zu sparen und die Abhängigkeit von fossilen Energiequellen zu verringern. Darüber hinaus kann ein Solarspeicher gegebenenfalls Ersatzstrom bzw. Notstrom liefern, um Geräte im Haushalt bei Stromausfällen mit Energie zu versorgen.
Was ist ein Solarstromspeicher?
Wie funktionieren Solarstromspeicher?
Welche Vor- und Nachteile haben Solarstromspeicher?
Solarstrom einspeisen oder speichern?
Welche Typen/Arten von Solarstromspeichern gibt es?
Wie groß sollte mein Solarstromspeicher sein?
Wie viel kostet ein Solarstromspeicher?
Solarstromspeicher kaufen - was sollte beachtet werden?
Welche Stromspeicher-Förderungen gibt es?
Fazit zu Solarstromspeichern
Photovoltaikanlagen erzeugen Gleichstrom (DC). Wird der Solarstrom nicht direkt im Haushalt verwendet, fließt er in den Solarstromspeicher. Die Batterieeinheit des Solarstromspeichers speichert den Gleichstrom chemisch als potenzielle Energie.
Wenn der Haushalt mehr Energie benötigt als die Solaranlage gerade bereitstellt, wird der gespeicherte Gleichstrom aus dem Solarstromspeicher entnommen. Ein Wechselrichter wandelt den gespeicherten Gleichstrom dazu wieder in den benötigten Wechselstrom um, der dann im Haushalt verwendet werden kann.
Solarstromspeicher verfügen zudem über ein Batteriemanagementsystem, dass den Lade- und Entladevorgang des Solarstromspeichers steuert und überwacht. Manche Geräte verfügen zudem über ein Energiemanagementsystem. Es optimiert die Nutzung des gespeicherten Stroms und berücksichtigt gegebenenfalls auch externe Faktoren wie Stromtarife, Wetterprognosen und den Strombedarf des Haushalts.
Es ist wichtig anzumerken, dass verschiedene Solarstromspeichermodelle unterschiedliche Funktionsweisen und Eigenschaften haben können.
Solarstromspeicher ermöglichen Haushalten einen höheren Eigenverbrauch. Das bedeutet, dass ein höherer Anteil des erzeugten Solarstroms selbst verbraucht und nicht in das Netz eingespeist wird. Die durch den höheren Anteil von Strom aus der eigenen Solaranlage am Gesamtstromverbrauch resultierenden geringeren Stromkosten müssen mit den Anschaffungskosten für einen Solarstromspeicher abgewogen werden.
Vorteile:
Nachteile:
Speicher auf Basis von Lithium dominieren den Markt und haben aufgrund ihrer hohen Energiedichte, also der Speicherkapazität pro Masseneinheit, ein breites Anwendungsfeld: von Smartphones, über E-Autos bis zum Solarstromspeicher. Gerade bei Solarstromspeichern kommt es allerdings nicht unbedingt auf eine hohe Energiedichte an, sondern eher auf Aspekte wie Sicherheit oder Lebensdauer. Dort können Speicher mit Redox-Flow-Technologie punkten.
Obwohl Blei-Batterien die am zweithäufigsten verwendete Art von Solarstromspeichern ist, gilt die Technologie als veraltet und nicht zukunftsfähig. Daher haben wir uns entschieden, diese Technologie nicht in den Vergleich mit aufzunehmen.
Lithiumbatterien sind die am weitesten verbreitete Speichertechnologie für Solarstromspeicher. Es gibt viele verschiedene Formen von Lithiumbatterien. Man unterscheidet zwischen Lithium-Metall-Batterien und Lithium-Ionen-Batterien.
Lithiumbatterie-Heimspeicher haben eine hohe Energiedichte, können mehr Energie speichern als Energiespeicher auf Blei-Basis und haben auch eine längere Lebensdauer. Lithiumbatterie-Solarstromspeicher können in der Regel 10 bis 15 Jahre oder mehr halten. Sie sind somit zyklenfester als Bleiakkus. Das bedeutet, dass sie eine größere Anzahl von Lade- und Entladezyklen bewältigen können.
Ein Nachteil sind die teilweise prekären Arbeitsbedingungen als auch die negativen Umweltauswirkungen beim Abbau von Lithium. Zudem haben Lithiumbatterien eine erhöhte Brandgefahr.
Ein Redox-Flow-Speicher, auch als Redox-Flow-Batterie oder Flussbatterie bezeichnet, ist eine Art von Batteriespeicher, der auf der Redox-Reaktion basiert.
Redox-Flow-Speicher bestehen aus zwei Elektrolytflüssigkeiten mit unterschiedlichen Redox-Paaren, die in separaten Tanks gespeichert sind. Während des Lade- und Entladevorgangs fließen die Elektrolyte durch eine Zelle und tauschen Elektronen aus, um Energie zu speichern bzw. abzugeben.
Aufgrund des Elektrolyten, der zum Großteil aus Wasser besteht, sind diese Speicher nicht brennbar. Zudem verfügen sie über eine sehr hohe Lebensdauer von über 20 Jahren, da sie durch Auf- und Entladen weder Kapazität noch Leistung verlieren. Dadurch müssen Sie über die gesamte Lebensdauer einer Solaranlage nicht ausgetauscht werden. Allerdings haben Redox-Flow Batterien eine geringere Energiedichte und deshalb ein größeres Volumen als etwa Lithiumbatterien. Sie werden daher vor allem stationär in Gebäuden eingesetzt, so etwa in Industrie und Gewerbe sowie Eigenheimen.
Fällt überschüssiger Solarstrom an, wird er nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz in das öffentliche Stromnetz eingespeist und zu einem festen Preis pro KWh, der Einspeisevergütung, vergütet. Dieser Preis liegt 2023 nach der letzten Gesetzesnovelle bei 8,2 Cent bei Anlagen bis 10kWp Leistung. Teils sind allein die Stromgestehungskosten, also die Kosten für die Solaranlage runtergebrochen auf eine Kilowattstunde Solarstrom, höher als die Einspeisevergütung.
Grundsätzlich gilt also: je mehr selbst produzierter Solarstrom auch von einem selbst genutzt werden kann, desto besser. Ein Solarstromspeicher hilft dabei. Zusätzlich wird das Stromnetz dadurch entlastet, dass weniger Strom bezogen und eingespeist wird.
Die richtige Größe eines Solarstromspeichers hängt von zwei Faktoren ab: der Größe der Photovoltaikanlage und dem individuellen Verbrauchsverhalten. Es ist wichtig, sowohl die Höhe des Stromverbrauchs als auch den Zeitpunkt zu berücksichtigen, an dem dieser anfällt. Wenn mehr Strom außerhalb der Sonnenstunden benötigt wird, ist eine größere Speicherkapazität empfehlenswert.
Die Verbraucherzentrale Bundesverband stellt eine Faustregel auf: Es wird eine Kilowattstunde Speicherkapazität pro Kilowatt Peak PV-Leistung und 1000 Kilowattstunden Jahresstromverbrauch empfohlen. Ein weiterer wichtiger Faktor ist der gewünschte Autarkiegrad. Der Einfluss der Größe des Solarspeichers auf diesen Grad kann mithilfe des Rechners der HTW ermittelt werden.
Die Kosten eines Stromspeichers sind stark abhängig vom Hersteller und dem Speichersystem. Die kostengünstigste Option sind Bleiakkumulatoren mit einem Preis von etwa 500 Euro pro Kilowattstunde. Am weitesten verbreitet sind hingegen Lithiumbatterien, die zwischen 600 und 1200 Euro pro Kilowattstunde kosten.
Neu auf dem Markt sind PV-Speicher mit Redox-Flow Technologie, die etwas teurer sein können als Lithiumspeicher. Allerdings bleibt ihre Kapazität auch nach 20-30 Jahren konstant, während sie bei herkömmlichen Batterien abnimmt. Zudem sind Flussbatterie-Speicher wie der STORAC von Prolux Solutions nicht brennbar und können einfach repariert werden. Bei Batteriespeichern hingegen bedeutet ein Defekt der Batteriezellen, dass der gesamte Speicher entsorgt werden muss.
Generell gilt, dass der Kilowattstundenpreis für die Kapazität niedriger wird, je größer der Stromspeicher ist. Zusätzlich müssen die Installationskosten berücksichtigt werden, die je nach Speicher und Haus stark variieren können (800-4000 Euro).
Für einen neuen Stromspeicher mit Lithiumbatterie und einer Kapazität von 10 kWh in einem Einfamilienhaus können daher Kosten zwischen 7000 und 14000 Euro erwartet werden.
Einen Solarstromspeicher zu kaufen ist eine langfristige Entscheidung. Es gilt einiges zu beachten.
Deswegen haben wir einige Faktoren, die besonders wichtig für Ihre Kaufentscheidung sind, zusammengefasst und kurz erklärt. Kann ich Solarstromspeicher nachrüsten? Wie viel Speicherkapazität brauche ich? Was sagt die Leistung eines Speichers aus?
Grundsätzlich kann in jedes Haus mit Photovoltaikanlage ein Stromspeicher eingebaut werden. Bei einer bereits bestehenden Solaranlage ist ein AC-gekoppelter Solarstromspeicher empfehlenswert. Der Grund: bei Bestandsanlagen ist bereits ein Wechselrichter installiert, der den Gleichstrom (DC) der Anlage in verwendbaren Wechselstrom (AC) umwandelt. Für die Installation eines DC-Speichers müsste ein neuer Wechselrichter installiert werden.
Mit der Speichergröße ist die Kapazität gemeint, also wie viel Strom durch den Solarstromspeicher gespeichert werden kann. Ist der Speicher zu groß, bleibt ein Teil der Speicherkapazität des Speichers ungenutzt, was eine unnötige Investition bedeutet. Bei einem zu kleinen Speicher wird zumindest die Speichergröße voll ausgenutzt, ein solcher rechnet sich eher als ein zu großer Speicher. Die Verbraucherzentrale Bundesverband gibt eine Faustregel an, nach der eine Kilowattstunde Speicherkapazität für ein Kilowatt Peak PV-Leistung und 1000 Kilowattstunden Jahresstromverbrauch ausreicht.
Die Leistung eines Stromspeichers gibt Auskunft darüber, wie viel Energie pro Zeiteinheit aufgenommen oder abgegeben werden kann. Ein Stromspeicher mit höherer Leistung kann mehr Energie pro Zeiteinheit abgeben oder aufnehmen. Das ist bei Anwendungen wichtig, bei denen hohe Lastspitzen oder Leistungsanforderungen auftreten, wie zum Beispiel, wenn im Haushalt viele Verbraucher gleichzeitig eingeschaltet werden oder bei der Versorgung von Elektrofahrzeugen
In der Regel wird die Lebensdauer von Solarstromspeichern in (Voll-)Ladezyklen angegeben. Herkömmliche Batterien büßen mit jedem Ladezyklus einen geringen Teil ihrer Speicherkapazität und Leistung ein. Eine höhere Lebensdauer bedeutet, dass diese Einbußen pro Ladezyklus kleiner sind. Eine langlebige Batterie ist oft nicht nur wirtschaftlich sinnvoller, sondern ist auch umweltfreundlicher. Denn je länger der Solarstromspeicher hält, desto weniger Batterieabfall pro Nutzungsjahr fällt an. Die langlebigste Heimspeicher-Technologie am Markt sind aktuell Redox-Flow Speicher.
Die Entladetiefe gibt an, wie viel der angegebenen Kapazität auch wirklich genutzt werden kann. Bei einer Entladetiefe von 50% kann nur die Hälfte der gespeicherten Energie dem PV-Speicher entnommen werden. Die Entladetiefe einer Batterie sollte daher bei der Dimensionierung und Nutzung eines Batteriespeichers berücksichtigt werden Je nach Speichertyp fällt die Entladetiefe unterschiedlich hoch aus. Bei Redox-Flow Speichern beträgt sie 100 Prozent, bei Lithium-Speichern sind Werte von 60 – 90 Prozent üblich.
Vor dem Erwerb eines Solarstromspeichers sollte die Verfügbarkeit von Förderungen geprüft werden. Im gesamten Bundesgebiet besteht die Möglichkeit, den KfW Kredit 270 "Erneuerbare Energien - Standard" zu nutzen, um Solarstromspeicher zu günstigen Zinssätzen zu finanzieren.
Je nach Bundesland gibt es verschiedene Förderprogramme, die sowohl günstige Kredite als auch Direktzuschüsse für den Kauf von PV-Speichern anbieten. Diese Programme fördern sowohl Speicher in Kombination mit einer Photovoltaikanlage als auch Nachrüstspeicher. Gleiches gilt für kommunale Förderprogramme. Die Verfügbarkeit von regional begrenzten Förderprogrammen ändert sich ständig. Häufig sind die Fördertöpfe bereits ausgeschöpft und sollen wieder aufgestockt werden. Hausbesitzer sollten sich bei Interesse über die Fördermöglichkeiten in ihrer Region informieren.
Solarstromspeicher helfen dabei, mehr eigenen Solarstrom zu nutzen und damit Stromkosten zu sparen. Allerdings sind Stromspeicher für zuhause mit zusätzlichen Anschaffungskosten verbunden. Damit sich ein Stromspeicher wirtschaftlich rechnet, kommt es auf die richtige Balance aus Anschaffungskosten und geringeren Stromkosten an.
Ein unterdimensionierter Speicher rechnet sich daher oft eher als ein überdimensionierter Speicher. Eine lange Lebensdauer, wie bei Redox-Flow Heimspeichern, erhöht ebenfalls die Wirtschaftlichkeit eines Batteriespeichers.
Für Inselanlagen –zum Beispiel auf Berghütten ohne Anschluss an das Stromnetz – ist ein PV-Speicher immer sinnvoll. Auch um den eigenen Autarkiegrad zu erhöhen und sich gegenüber Stromausfällen abzusichern, ist ein Solarstromspeicher grundsätzlich eine vernünftige Wahl.
