Speicher für die Solaranlage – wie viel benötige ich?
Mehr als eine Million Balkonkraftwerke erzeugen laut der Verbraucherzentrale auf Deutschlands Balkonen Strom. Diesen können Sie direkt verbrauchen. Was Sie jedoch am Tag zu viel produzieren, fehlt Ihnen nachts? Hier kommt der Speicher für die Solaranlage ins Spiel. Doch welche Speichergröße brauchen Sie? Finden Sie Antworten in diesem Ratgeber.
Warum ein Speicher die Solaranlage sinnvoll ergänzt
Durch einen Speicher arbeitet Ihre Solaranlage effizienter, denn dieser speichert überschüssigen Strom für Zeiten, in denen die Solaranlage nicht ausreichend arbeitet–beispielsweise in der Nacht.
Da Sie selbst nicht genügend Strom verbrauchen, muss er irgendwo hin. Besitzen Sie keinen Speicher, speist die Solaranlage den überschüssigen Strom in das öffentliche Netz. Dagegen ermöglicht Ihnen eine mit einem Speicher ausgestattete Solaranlage, den erzeugten Solarstrom selbst zu verbrauchen und dadurch Energiekosten einzusparen.
Kommen Sie abends nach Hause, steht mit einem Speicher Strom zur Verfügung – selbst wenn es schon dämmert. Deshalb eignet sich ein solcher besonders für Berufstätige. Denn diese sind zu Zeiten, wenn die Solaranlage Strom produziert, bei der Arbeit und können die erzeugte Energie nicht selbst nutzen. Ohne Speicher profitieren Berufstätige lediglich von der Einspeisevergütung, die jedoch nach zwanzig Jahren ausläuft.
Mit ergänztem Speicher erlangen Sie mehr Unabhängigkeit vom Energieversorger, weil Sie auch in der Nacht selbst erzeugten Strom verbrauchen können und nichts dafür zahlen.
Was macht ein Solarspeicher überhaupt? – Funktion und Nutzen
Ein Solarstromspeicher hat zum Zweck, den von der Solaranlage erzeugten Strom zu speichern. Damit steht jener Strom zur Verfügung, sobald Sie ihn brauchen. Suchen Sie im Handel nach einem Solarspeicher, treffen Sie auf unterschiedliche Bezeichnungen. Die einen Händler nennen ihn PV-Speicher oder Solarspeicher andere wählen die Bezeichnungen Solarbatterie und Solar-Akku.
Die Bezeichnung „Solar-Akku“ lässt bereits darauf schließen, dass dessen Herzstück ein Akkumulator ist. Typisch ist, dass für einen Solarspeicher ein Lithium-Ionen-Batteriepack zum Einsatz kommt. Es besteht aus Einzelzellen oder Zellblöcken, die in Reihe geschaltet sind.
Damit alle Zellen gleich geladen werden und nicht die schwächste Zelle die Ladung und die Entladung bestimmt, ist das Batteriemanagementsystem (BMS) eine bedeutende Komponente des Solarspeichers. Und so funktioniert das:
Wie funktioniert das BMS?
Das Batteriemanagementsystem steuert und kontrolliert den Lade- und Entladevorgang von Stromspeichern. Es besteht aus Leistungselektronik. Diese ergänzen Sensoren, die eine Überwachung und die Steuerung der Batteriekennwerte möglich machen.
Die Batteriekennwerte umfassen insbesondere die Temperatur, die Kapazität und Batteriespannung sowie den Zell-Ladezustand, die Stromentnahme und die Restbetriebszeit. Die Batterieparameter ändern sich laufend, was mit der Betriebsumgebung zusammenhängt. Deshalb muss das BMS diese dauerhaft kontrollieren.
Seine Hauptaufgabe besteht darin, sicherzustellen, dass die Zellen beim Laden und Entladen die vorgegebenen Grenzen weder über- noch unterschreiten. Dies hätte zur Folge, dass die Batterie schneller altert. Möglich ist auch eine Zerstörung durch eine thermische Kettenreaktion, die Fachleute mit Thermal Runaway bezeichnen. Wird der definierte Ladezustand (SoC = State of Charge) unterschritten, lässt sich die Batterie nicht mehr aufladen.
Der Batterie-Wechselrichter/Laderegler – eine weitere Komponente des PV-Speichers
Ein Solarspeicher wie der Anker Solix 3 zum Beispiel enthält einen eigenen Batterie-Wechselrichter. Er wandelt den Gleichstrom aus der Batterie in Wechselstrom um.
Das Energiemanagementsystem kontrolliert das Aufladen der Batterie sowie die Einspeisung ins öffentliche Stromnetz. An guten Tagen gewinnt die Solaranlage mehr Strom, als der Haushalt verbraucht. Diese überschüssige Energie wird zunächst im Solarspeicher gespeichert. Ist der Speicher voll, veranlasst das Energiemanagementsystem, dass der weitere Überschuss ins Stromnetz eingespeist wird. Wäre es dann nicht sinnvoll, gleich einen großen Speicher zu kaufen, damit die Einspeisung ins Stromnetz entfällt?
Speichergröße: Wovon hängt der Bedarf ab?
Die Größe des benötigten Solarspeichers hängt von verschiedenen Faktoren ab. Ein Faktor ist die Haushaltsgröße, denn je größer die Familie ist, desto mehr Strom verbraucht sie.
Der Stromverbrauch als zweiter Faktor bestimmt, welche Größe der Solarspeicher haben soll. Zu berücksichtigen sind dabei das Elektroauto und die Wärmepumpe. Zudem ist die PV-Anlagengröße von Bedeutung – beziehungsweise wie viel sie leisten kann. Die Maßeinheit dafür ist kWp, was „Kilowattpoint“ bedeutet.
Auf die Größe des Speichers nimmt zudem das Nutzungsverhalten der Haushaltsmitglieder Einfluss. Beobachten Sie, wann diese am meisten Strom verbrauchen. Ist der Verbrauch mittags sehr hoch, könnten Sie Ihren gesamten Bedarf durchaus aus der Solaranlage decken. Benötigen Sie jedoch den Strom, sobald die Solaranlage nicht mehr produziert, weil die Sonne bereits untergegangen ist, brauchen Sie einen großen Speicher.
Faustregeln zur Dimensionierung – erste Orientierungshilfen
Es existieren zahlreiche Faustformeln und Berechnungsgrößen, um zu bestimmen, welche Größe des Solarspeichers für Ihren Haushalt infrage kommt. Eine erste Orientierungshilfe:
Die Verbraucherzentrale Bundesverband schlägt eine nutzbare Speicherkapazität von einer Kilowattstunde pro tausend Kilowattstunden Jahresverbrauch vor. Ein Anbieter von Solarspeichern empfiehlt einen größeren Speicher und nennt folgendes Beispiel:
Leistet Ihre PV-Anlage zehn Kilowattpoint und der Jahresstromverbrauch Ihrer 4-köpfigen Familie beträgt 4.200 Kilowattstunden, sollte die nutzbare Speicherkapazität des Solarspeichers 7,7 Kilowattstunden betragen. Sind größere Verbraucher wie ein E-Auto geplant, empfiehlt er einen Solarspeicher mit einer wesentlich höheren Speicherkapazität.
Die Formel lautet:
Berechnung der benötigten Solarspeichergröße mit Abend- und Nachtverbrauch als Basis
Eine weitere Möglichkeit zu eruieren, wie groß die optimale Solarspeichergröße für Ihren Haushalt ist, bedeutet etwas mehr Aufwand. Denn dazu lesen Sie sieben Tage lang Ihren Stromzähler ab.
Notieren Sie, wie viel Strom sie jeweils in den Stunden zwischen 6 und 18 Uhr verbraucht haben. Zudem sollten Sie den Nachtverbrauch (von 18 bis 6 Uhr) ablesen. Mit diesen Zahlen entscheiden Sie dann, wie groß die Speicherkapazität Ihres Solarspeichers ausfällt.
Zu groß oder zu klein? – Warum die richtige Größe entscheidend ist
Wählen Sie möglichst eine realistische Größe für Ihren Speicher. Denn hat dieser eine zu geringe Kapazität, kann der Bedarf nicht komplett mit eigenem Solarstrom gedeckt werden. Stattdessen gelangt mehr Ihres Solarstroms ins Netz. Sie kaufen teuren Netzstrom dazu.
Ein zu großer Speicher ist ebenfalls unwirtschaftlich. Er verursacht hohe Anschaffungskosten. Zudem arbeitet er ineffizient. Denn wenn er nicht komplett geladen oder entladen werden kann, verringert dies seine Lebensdauer.
Wirtschaftlichkeit: Wann lohnt sich ein Speicher wirklich?
Der Kauf eines Solarspeichers lohnt sich, falls die Ersparnis beim Stromverbrauch nach zehn Jahren größer ist als der Kaufpreis und die Installationskosten zusammen. Er sollte sich nach dieser durchschnittlichen Garantiezeit für einen Speicher amortisiert haben.
Nachrüsten oder direkt mitplanen? Was ist sinnvoller?
Eine bestehende Solaranlage nachträglich mit einem Speicher nachzurüsten, lohnt sich nur, falls die Einspeisevergütung unterhalb des Bezugsstrompreises liegt. Bei einer älteren Solaranlage mit deren „Ableben“ bald zu rechnen ist, lohnt das Nachrüsten nicht, weil der Speicher sich dann nicht mehr amortisieren kann.
Zusätzlich zu den Kosten für den Einbau des Speichers kommen die Kosten für einen neuen Stromzähler hinzu, denn Sie wechseln von der Volleinspeisung zur Überschusseinspeisung.
Ist Ihre PV-Anlage von vor 2013, jedoch noch so jung, dass Sie hohe Vergütungssätze für die Einspeisung des Solarstroms erhalten, warten Sie mit dem Nachrüsten, bis die Vergütung ausläuft. Für nach 2014 installierte PV-Anlagen kann sich die Anschaffung eines Solarspeichers lohnen, denn der Speicher könnte sich noch amortisieren.
Zudem erhalten Sie vom Staat Förderungen für das Nachrüsten. Mit dem KfW-Programm 270 bekommen Sie einen zinsgünstigen Kredit mit vorteilhaften Tilgungsbedingungen. Zudem schießen Städte und Gemeinden Geld zu.
Haben Sie noch keine Solaranlage – oder Ihre alte soll einer neuen weichen – sollten Sie den Solarspeicher direkt einplanen. Denn dann sind alle Komponenten von vornherein aufeinander abgestimmt.
Fazit
Die optimale Größe eines Solarstromspeichers hängt vom Nutzungsverhalten des Verbrauchers ab. Damit dieser mit einem hohen Eigenstromverbrauch einen hohen Autarkiegrad erhält, sollten bei der Solaranlage deren Leistung, der Speicher, der Wechselrichter und der Strombedarf aufeinander abgestimmt sein. Sind die Kombinationen von Batteriespeicher und Wechselrichter optimal, besteht die Chance, den Systemwirkungsgrad deutlich zu erhöhen.
Foto: © ARgraphic / stock adobe
