Strom aus regenerativen Energiequellen wird immer gefragter. Am Trend von grünen Strom kommt heutzutage niemand herum. Doch auch wenn Strom aus umweltfreundlichen Quellen sehr viele Vorteile hat, gibt es auch einen großen Nachteil. Strom aus regenerativen Quellen fließt nicht kontinuierlich, sondern nur wenn der Wind bläst oder die Sonne scheint. Aber was macht man, wenn gerade weniger Strom gebraucht wird? Energiebedarf und Energiefluss stimmen, bei grünen Strom selten überein. Dieses Problem begleitet schon seit jeher die Nutzung von Photovoltaik und Windenergie. Obwohl sich Strom schwer speichern lässt, gibt es bereits heute diverse Arten von Möglichkeiten.

Speicherung von Strom

Bereits mit dem heutigem Stand der Technik ist es möglich, auf verschiedene Arten Strom zu Speicher, dies kann sowohl direkt als auch indirekt sein. Wenn man Strom direkt speichern möchte, beschränken sich die Möglichkeiten auf Kondensatoren und Spulen. Allerdings haben beide Varianten den Nachteil, dass sie nur wenig Energie speichern können. Möchte man also eine große Menge an Strom speichern, so greift man auf indirekte Stromspeicher zurück. Hier wird der Strom in eine andere Energieform umgewandelt und eine weitere Umwandlung wandelt die gespeicherte Energie wieder zurück in Strom um.

Warum die Speicherung von Strom der richtige Weg ist

Stromspeicherung für Eigenheime ist so beliebt wie nie zuvor. Hierfür gibt es diverse Gründe: Produktion des eigenen Stroms, Unabhängigkeit und der Schutz der Umwelt sind nur einige Argumente.

Anstatt den selbstproduzierten Strom gegen eine geringe Vergütung ins öffentliche Stromnetz zu speisen, ist es lohnender diesen selbst zu verwenden. Die Schlüsselrolle hierbei übernehmen die Stromspeicher. So ermöglichen sie den Besitzern einer Solaranlage, den produzierten Strom am besten zu verwenden und, dass immer dann, wenn man den Strom wirklich braucht.

Stromspeicher – der wichtige Baustein der Energiewende

Solaranlagen in Kombination von Speichern machen den Nutzer autark von ansteigenden Strompreisen. Zudem sind sie unverzichtbar beim Fortschritt der Energiewende. Sie tragen weiters maßgeblich zu einer umweltbewussten Erhaltung und dadurch der energetischen Zukunft bei.

Um an das Ziel zu kommen, wurden einige Förderinstrumente geschaffen, diese sollen den Anreiz für die Errichtung von Solaranlagen und Speichersystem geben. Außerdem werden Hausbesitzern, welche sich eine Photovoltaik-Anlage errichten, die Abnahme des selbst produzierten Stroms zu attraktiven Konditionen gewährleistet.

Wie funktioniert die Stromspeicherung?

Stromspeicher sammeln über den Tag den erzeugten Solarstrom. Sobald die Sonne nicht mehr zur Verfügung steht, sei es aufgrund der Tageszeit oder wetterbedingt, wird der Strom aus dem Speicher entnommen. Eine intelligente Ladeelektronik steuert hierbei den aktuellen Stromverbrauch, den Stromfluss der Photovoltaikanlage und dem öffentlichen Stromnetz.

Wenn die Solaranlage Storm erzeugt, dann wird als erstes der momentane Stromverbrauch gedeckt. Sobald die Stromerzeugung größer ist, als der derzeitige Stromverbrauch, so wird der Speicher geladen. Sollten die Batteriespeicher vollständig geladen sein, so wird der überschüssige Strom ins öffentliche Stromnetz gespeist.

Idealerweise kann die Speicherkapazität hierbei so ausgelegt werden, dass der Strombedarf, bis zum nächsten Ladevorgang, durch den Speicher gedeckt werden kann. Sollten zwischenzeitlich höhere Spitzenlasten auftreten, dann wird zusätzlich Energie aus dem öffentlichen Stromnetz bezogen.

Wer sollte sich einen Stromspeicher zulegen?

Die Nachfrage nach Möglichkeiten gewonnen Strom zu speichern ist in letzter Zeit rasant gestiegen. Die Gründer hierfür sind äußerst vielseitig. Einerseits besteht häufig der Wunsch, sich bei der Stromversorgung unabhängig zu machen. Andererseits soll der Eigenverbrauchsanteil gesteigert werden.

Mit der Möglichkeit Strom zu speichern kann der Eigenverbrauch bei rund 70 % liegen. Vorausgesetzt die Anlage wurde fachmännisch geplant und die Solaranlagengröße und die Speicherkapazität auf Basis des Jahres-Lastprofil des Haushalts sind aufeinander optimal abgestimmt.

Was kosten stationäre Stromspeicher für Solaranlagen?

Der Preis hängt, wie bei allen technischen Geräten, vom Marktvolumen, der Technologie, der Qualität und von den technischen Parametern (zum Beispiel: Speicherkapazität, Wirkungsgrad, Entladungstiefe, Zyklen) ab.

Für ein Einfamilienhaus kostet ein durchschnittlicher Lithium-Solarstromspeicher, abhängig von der Leistung etwas zwischen 1.000 und 2.000 Euro pro Kilowattstunde Speicher-Nennkapazität. Bei der Kalkulation wurde nur der Brutto-Systemkomplettpreis ohne der Installationskosten berücksichtigt.

Bei den Kosten für einen Photovoltaik-Speicher muss man folgende Preise beachten:

  • Der reine Gerätepreis
  • Der Haushaltsstrompreis
  • Die Höhe der Vergütung bei Überschuss
  • Der Preis pro gespeicherten Kilowattstunde, in Abhängigkeit von Speicher-Nennkapazität, Ladezyklen & Wirkungsgrad

Lohnt sich die Anschaffung aus finanzieller Sicht?

Komplett wirtschaftlich ist ein Lithium-Batteriespeicher zum gegenwärtigen Zeitpunkt nicht, auch wenn man bei der Kalkulation auch sämtliche Förderungen berücksichtigt. Deshalb ist die Möglichkeit Strom zu speichern nur für diejenigen interessant, die eine möglichst selbstständige Stromversorgung besitzen möchten oder für, jene die sich für die neue Technologie besonders begeistern.

Derzeit liegen die Kosten bei günstigen bzw. bei geförderten Photovoltaik-Speichern die Kosten pro gespeicherten Kilowattstunde bei ungefähr 30 Cent. Allerdings kann die Preisspanne durchaus bis zu 50 Cent betragen.

Sinkende Preise machen Stromspeicher attraktiver

Stromsammler machen es möglich, Solarstrom auch nach Einbrechen der Dunkelheit zu verwenden. Vor wenigen Jahren waren Solarbatterien nur für wenige leistbar, doch mittlerweile ist die Anschaffung aufgrund sinkender Preise ziemlich sinnvoll.

Seit 2013 sind die Kosten für kleine Photovoltaik-Stromspeicher (bis zu 10 kWh) um beinahe 40 % gesunken. Trotzdem müssen Interessierte beim Erwerb mit 5.000 bis zu 15.000 Euro Kosten für die Anschaffung rechnen, dies ist allerdings abhängig von der Kapazität und der Technologie.

Welche Systeme sind am Markt erhältlich?

Der Markt für Stromspeicherung wächst rapide und die Technologie hat sich in den letzten Jahren deutlich weiterentwickelt. Für den normalen Haushaltsbereich gibt es generell Batteriesysteme mit Blei-Akkus, diese Technik ist bekannt von Autobatterien. Zudem gibt es Betriebssysteme auf Basis der Lithium-Ionen-Technologie, bekannt von Handy-Akkus.

Lithium-Ionen-Technologie

Akkus auf Basis von Lithium-Ionen gibt es auf dem Markt noch nicht so lange wie Blei-Akkumulatoren und sie sind zudem gegenwärtig teuer als Blei-Akkus. Allerdings haben Lithium-Ionen-Akkus den Vorteil, dass diese öfters geladen bzw. entladen werden können (bis 7.000 Ladezyklen), erreichen einen höheren Wirkungsgrad und Entladungstiefen und sie sind deutlich wartungsfreier. Zudem sind sie bei gleicher Kapazität deutlich kleiner und leichter als die alten Blei-Akkus.

Blei-Säure und Blei-Gel-Technologie

Blei-Akkus sind zwar eine altbewährte Technologie, allerdings können diese nicht so oft geladen bzw. entladen werden, als die neuen Lithium-Ionen-Akkus. Gerade einmal 2.000 Ladezyklen sind mit diesen Akkus möglich. Um eine höhere Lebensdauer zu gewährleisten, wird die maximale Entladungstiefe verringert. Daher ist bei gleicher Nenn-Speicherkapazität weniger verwendbare Speicherkapazität verfügbar.

Wie groß sollte der Speicher sein?

Man sollte sich gut überlegen wie groß das Verhältnis zwischen dem Speichervolumen eines Systems und zum Stromverbrauch des Haushalts ist. Sollte der Speicher zu klein dimensioniert sein, kann weniger des eigenen Stroms genutzt werden. Sollte der Speicher zu groß sein, steigen die Kosten des Photovoltaik-Speichersystems.

Für einen durchschnittlichen Haushalt, der einen Eigenverbrauchsanteil von rund 60 bis 70 % erreichen möchte, gilt folgende Faustregel:

Nutzbare Speicherkapazität in kWh = 1,5 mal die maximale Leistung-Leistung der Solaranlage

Was sollte man beim Kauf beachten?

Wichtige Faktoren für den Erwerb einer solchen Anlage sind die Entladetiefe, der Wirkungsgrad und der Anzahl der Ladezyklen. Zudem ist das Speichervolumen beim Kauf entscheidend. Die Kapazität sollte immer am Verbrauch und an der Größe der Anlage angepasst sein. Prinzipiell gilt, dass pro Kilowatt Leistung eine Kilowattstunde Speicher einzurechnen ist. Aber auch wenn man etwas knapper bemessen sollte, so kann man die Unabhängigkeit durch selbst produzierten Strom auf rund 50 % erhöhen.

Stromspeicher auf Basis von Lithium-Ionen-Technologie sind so ausgelegt, dass sie gewissermaßen 20 Jahre wartungsfrei arbeiten. Damit stehen sie der Lebensdauer einer Solaranlage in Nichts nach. Blei-Akkus dagegen haben eine deutlich kürzere Lebensdauer.

Wichtige Kenngröße beim Kauf

  • Speicher-Nennkapazität und nutzbare Speicherkapazität
  • Maximale Lade und Entladestrom
  • Entladungstiefe
  • Zyklenfestigkeit
  • Wirkungsgrad
  • Abmessungen und Gewicht
  • Notstromfähigkeit
  • Phasenzahl
  • Wechsel- oder Gleichstromsystem

Speichersystem & Solaranlage – Anschluss

Sämtliche Batteriesysteme werden mit Gleichstrom betrieben, dieser wird auch durch Photovoltaik-Anlagen erzeugt. Um den Strom allerdings im Haushalt nutzen zu können, muss der Gleichstrom in Wechselstrom umgewandelt werden. Dabei müssen aber alle gesetzlichen Vorgaben und Normen beachtet werden.

Gleichstrom geführte Anlagen

Sollte man sich für eine Gleichstrom-Kopplung entscheiden, so wird der von der Solaranlage erzeugte Gleichstrom einfach in die Batteriespeicher geleitet. Sobald der Speicher entlädt und Strom in das Netz des Hauses fließt, übernimmt der Wechselrichter die Aufgabe der Umwandlung in Wechselstrom.

Wechselstrom geführte Anlagen

Bei solchen Anlagen wird der Gleichstrom direkt in Wechselstrom vom Wechselrichter des Kollektors umgewandelt. Allerdings ist der Speicher auch auf Wechselstrom ausgelegt, weshalb der Speicher auch über einen Wechselrichter verfügen muss. Durch das gleich zweimalige Umwandeln resultieren, im Gegensatz zu einer Gleichstrom geführten Anlage, deutlich höhere Verluste.

Die Einspeisung ins öffentliche Stromnetz

Viele Hausbesitzer entschieden sich noch vor wenigen Jahren für die Installation einer Solaranlage, weil sich dadurch Geld verdienen lässt. Doch die Einspeisevergütung wurde im Laufe der Zeit immer unattraktiver. Da zudem auch noch die Strompreise stetig steigen, nutzen viele Besitzer den eigenen Strom lieber selbst. Dieser Trend lässt sich auch an den Verkaufszahlen von Batteriespeicher erkennen.

Dennoch wird es immer wieder Momenteg eben, in denen eine Solaranlage mehr Strom produziert, als benötigt und gesammelt werden kann. Daher müssen ebenfalls technische Voraussetzungen gegeben sein, damit man den überschüssigen Strom ins öffentliche Stromnetz einspeisen kann.

Um den Strom über eine große Entfernung transportieren zu können, fließt in Hochspannungsleitungen dreiphasiger Strom. Im normalen Haushalt wird jedoch nur einphasiger Strom verwendet. Diese Tatsache muss man beim Anschluss des Speichers und der Wechselrichter berücksichtigen. Am Anfang speiste ein Großteil der Eigentümer von Solaranlagen auf nur einer Phase in das Stromnetz ein. Dies führte jedoch zu Problemen, als die Menge der Anlagen stieg. Aufgrund von zu vielen Anlagen, die die gleiche Phase speisten, kam es zeitweise zu Asymmetrien. Dadurch können elektronische Geräte wie Fernseher oder Computer beschädigt werden.

Daher wurde die Einspeisung neu geregelt. Sollte man eine Solaranlage mit einer Scheinleistung größer als 4,6 kVA, muss der Strom auf drei Phasen eingespeist werden.

Förderungen für Speicher

Seit 2013 unterstützt die staatliche Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) die Errichtung von Systemen zur Stromspeicherung in Kombination mit einer neuen Photovoltaik-Anlage bzw. die Nachrüstung bei einer bestehenden Anlage. Die Förderung für den Speicher umfasst ein zinsverbilligtes Darlehen und einem Tilgungszuschuss des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie.

Das aktuelle Programm „Erneuerbare Energien – Speicher (275“ der KfW ist seit dem 01.01 2017 in Kraft getreten, diese läuft noch bis zum 31.12.2018. Mit der neuen Auflage wird das seit dem Anfang Oktober 2016 ausgelaufene Programm mit geänderten Rahmenbedingungen weitergeführt. Besitzer einer Anlage bis zu 30 Kilowattpeak können diese Förderung beantragen.

Eine Förderung gibt es für stationäre Stromsammler und die für den Betrieb notwendige Komponente, wie zum Beispiel das Energiemanagementsystem, diese haben die Aufgabe, die Einspeisung von überflüssigem Strom entsprechend der Förderlinie zu begrenzen. Je nachdem ob ein Stromspeichersystem mehr oder weniger als 6 Monate nach Inbetriebnahme einer Solaranlage installiert wird, unterscheiden sich die Fördersätze.

Der Fördersatz von maximalen förderfähigen Kosten beträgt 2.000 Euro pro Kilowattpeak, zur Berechnung des Tilgungszuschusses wird für die Errichtung gewährt, bei denen der Speicher innerhalb von 6 Monaten nach Inbetriebnahme der Anlage ebenfalls in Betrieb genommen wird. Sollte die Inbetriebnahme länger als 6 Monaten zurückliegen, gilt die Anschaffung als Nachrüstung und der höhere Fördersatz von 2.200 Euro pro Kilowattpeak.

Die Höhe der Förderung ist hierbei von vier Faktoren abhängig:

  • Die Abmessungen der Anlage
  • Die Kosten für den Solarstromspeicher
  • Der Zeitraum, der zwischen der Inbetriebnahme der Solaranlage und der Inbetriebnahme des Speicher liegt
  • Das Datum, wann die Förderung beantragt wird

Alternativen

Selbstverständlich gibt es neben Stromspeicher auch noch andere Möglichkeiten, die gewonnene Energie nachhaltig anzuwenden. Zum Beispiel kann mit Solarstrom das Elektroauto geladen werden, dies fungiert dann als mobiler Speicher. Aber auch die Verknüpfung der Photovoltaik-Anlage mit modernen Smart-Home-Systemen ermöglicht es, die gewonnene Energie noch effektiver im eigenen Haus zu nutzen. Dadurch können die Geräte im Haushalt auch dann per App gestartet werden, wenn die Solaranlage den meisten Strom produziert, obgleich man nicht zu Hause ist.

Fazit: Lohnen sich Stromspeicher?

Die Möglichkeit Strom zu speichern bringt mehr Unabhängigkeit, Kontrolle und ein Investment in eine grünere Zukunft. Die Wirtschaftlichkeit hängt aber von vielen Faktoren ab. Der Akku muss ein optimales Preis-Leistungs-Verhältnis vorweisen und das Zusammenspiel zwischen Speicher, Energieverbrauch und Vergütung muss aufeinander abgespielt werden. Sollte das Verhältnis zwischen den Faktoren stimmen, so kann man als Besitzer einer Photovoltaikanlage bares Geld sparen.

Stromkosten Senken

Sollte man sich für die Benutzung von Photovoltaikanlagen interessieren oder man hat bereits eigene Solarmodule auf dem Dach des eigenen Hauses. Dann sollte man wissen, dass das Potential so einer Anlage erst dann richtig genutzt werden kann, wenn eine Solaranlage in Verbindung mit einem Stromspeicher verwendet wird.

An sonnigen Tagen erzeugen Solaranlagen mehr Strom aus man benötigt. Dieser kann zwar ins Netz geschickt werden aber das ist keine perfekte Lösung. Wenn man einen Stromsammler verwendet, kann man die tagsüber erzeugte Energie speichern, bis man diese im Haushalt benötigt. Dadurch ist es einem möglich, die Stromkosten deutlich zu reduzieren und aufgrund der eigenen Energieversorgung wird man weitgehend unabhängig.

In einem durchschnittlichen Haushalt werden ungefähr 30 % des erzeugten Stroms einer Photovoltaikanlage selbst genutzt. Der Rest wird häufig als Überschusseinspeisung in das öffentliche Stromnetz eingespeist und von Energiehändler gekauft.

Warum Batteriespeicher unentbehrlich sind

Viele Untersuchungen zeigen, dass ein Großteil der Haushalte den meisten Strom in den frühen Abendstunden verbrauchen. Kein Wunder, denn zu dieser Zeit kommt der Familienkreis von der Arbeit, aus der Schule oder aus dem Kindergarten nach Hause und das Licht wird in sämtlichen Räumen eingeschalten.

Zu diesem Zeitpunkt werden diverse Haushaltsgeräte verwendet. Die Waschmaschine benötigt Energie, der Fernseher läuft und in der Küche wird das Abendessen vorbereitet. All diese Haushaltsgeräte erleichtern unseren Alltag, allerdings lassen diese Geräte den Stromzähler laufen und so werden die Stromkosten in die Höhe getrieben.

Keiner möchte auf den gewohnten Komfort verzichten und das Verbrauchsverhalten anpassen geschweige denn einschränken. Das ist aber auch nicht notwendig, wenn man seine persönliche Energie wende einleitet.