Solarakkus – Der Ausbau und die Suche nach effizienter und erneuerbarer Energie schreiten in der heutigen Zeit beständig voran. Großflächige Solarparkanlagen und Windkrafträder an Land und auf dem Wasser haben sich mit Erfolg in den Alltag integriert.
Die Automobilindustrie bietet neben modernen Diesel- und auf Gas umgerüstete Fahrzeuge rein elektrisch und Hybrid betriebene Automobile an. Sinn und Zweck ist es, die Kosten für den Verbraucher zu senken und die Umwelt zu entlasten. Der Einsatz von moderner LED-Beleuchtung, energieeffizienten Küchen- und Haushaltsgeräten sowie moderner Heizungsanlagen reduzieren den fortwährenden Stromverbrauch in einem Haushalt.
Installierte Solaranlagen auf beispielsweise Eigenheimen und Firmen ermöglichen es, je nach Einsatzgebiet, durch die Einspeisung von Sonnenlicht und Umsetzung in Energie, Wasser zu erhitzen oder Strom zu erzeugen. Kleine und mobile Solarpaneelen kommen zum Zwecke der Stromerzeugung in Kleingärten und Wohnmobilen zum Einsatz. Überschüssige Energie darf dabei nicht verloren gehen. Der Einsatz von Solarakkus verhindert diesen Verlust.
Inhaltsverzeichnis
Was sind Solarakkus?
Solarakkus sind unter den Namen Solarbatterie, Solarakkumulatoren und Photovoltaik Speicher bekannt. Diese Akkus dienen als ein dezentraler Batteriespeicher, der die durch Photovoltaikanlagen erzeugte, überschüssige Energie speichert und bei Bedarf abgibt.
Die Lebensdauer der Akkus ist von den Herstellern mit Zyklen angegeben. Unter einem Vollzyklus sind die Entladung der Akkus bis zu der vorgegebenen Entladetiefe und die anschließend vollständige Aufladung zu verstehen.
Die Entladetiefe, im Englischen „Depth of discharge“ (DoD) genannt, ist zwischen 50 bis über 90 Prozent vorgegeben. Eine vollständige Entladung, die dem Akku schadet, ist nicht möglich.
In der Regel und zu einer vereinfachten Übersicht geben Hersteller eine Entladetiefe von 80 Prozent an. Bei einem normalen Haushalt sind durchschnittlich 200 bis 250 Vollzyklen nötig. Ausgehend vom Typ des Akkus, mit 1200 bis 7000 Ladezyklen, hält ein Solarakku zehn bis 20 Jahre und länger.
Wie sind die Akkus aufgebaut?
Generell gibt es verschiedene Modelltypen
Dazu gehört:
- der Blei-Säure-Akku
- der Blei-Gel-Akku
- der Lithium-Ionen-Akku
Blei-Säure-Akkus sind seit über 100 Jahren, beispielsweise als Startbatterie in Automobilen im Einsatz. In einem säurefesten Gehäuse sind zwei Platten aus Blei oder Gruppen von Platten eingebaut, die als positiver und negativer Pol, auch Elektroden genannt, dienen. Die beigefügte 37-prozentige Schwefelsäure bildet dabei einen Leiter (Elektrolyt) zwischen den Bleiplatten.
Bei diesem Typ von Akku besteht eine fortschreitende Korrosion der Bleiplatten, die durch eine dauerhafte Ent- und Aufladung des Akkus einhergehen. Es besteht die Gefahr, dass Schwefelsäure austritt oder bei Verunreinigung des Akkus durch unsachgemäßen Gebrauch Gase austreten.
Unterschiede
Blei-Gel-Akkus unterscheiden sich in ihrem Aufbau. Die Außenhülle ist verschlossen und besitzt ein Überdruckventil. Die zuvor flüssige Schwefelsäure ist mit Zugabe von Kieselsäure gebunden oder eingedickt. Ein Austritt von Säure ist nicht möglich. Der Austritt von Gas ist durch das Überdruckventil minimiert.
Eine Überladung und eine Ladung mit zu hoher Spannung trocknen den Akku aus oder führen zu einer Überhitzung.
Der Lithium-Ionen-Akku setzt sich aus einer Zelle zusammen. In dieser Zelle befindet sich ein Leiter (Elektrolyt). In diesem sind eine positive und eine negative Elektrode eingesetzt. Die positive Elektrode besteht aus einem Metalloxid (Cobalt) mit eingelagerten Lithium Ionen.
Die negative Elektrode besteht aus Graphit. Beide sind durch einen Separator (Sperre) , der einen Kurzschluss verhindert, getrennt.
Wie werden sie eingesetzt und verbaut?
Die gängigste Methode die verschiedenen Solarbatterien einzusetzen besteht darin, eine Photovoltaikanlage als eine Inselanlage zu benutzen. Die Größe von Photovoltaikanlagen ist variabel.
Kleine Anlagen finden Verwendung bei:
- Wohnmobilen und Wohnwagen
- Gartenlauben
- Booten
- Ferienhäusern
Diese Einsatzgebiete benötigen Strom bei beispielsweise schlechtem Wetter und in der Nacht.
Große Anlagen sind auf:
- Ein- und Mehrfamilien Häusern
- Wohnanlagen
- Viehbetrieben
- großen Betrieben
- Photovoltaik – Freiflächenanlagen (Solarparks)
zu finden.
Eine Nachrüstung bei Alt und der Einbau bei Neuanlagen von Speichermedien sind sinnvoll.
Überschüssige Energie geht nicht verloren.
Eine Solaranlage produziert Gleichstrom. Haushaltsgeräte beispielsweise benötigen Wechselstrom, um zu funktionieren.
Der Einsatz eines Wechselrichters zwischen Anlage und Verbraucher wandelt den Strom um.
Ein eingebauter Akku zwischen Anlage und Wechselrichter nimmt den produzierten Gleichstrom auf und spart Kosten.
Der dazugehörige Laderegler schützt den Akkumulator vor einer Überladung und einer Tiefenentladung.
Kosten und Einsparpotential
Eine genaue Aussage über die Kosten bei Anschaffung eines Solarakkus ist nicht genau zu treffen. Kleine Photovoltaik Speicher für Wohnmobile, Boote oder Gartenlauben sind im 3-stelligen Bereich zu erwerben.
Große Speicher sind vor Kauf genau abzuwägen. Bei unterschiedlichen Einsatzgebieten, ob Ein- und Mehrfamilienhäuser oder Firmen, ist die Kennung des jährlichen Stromverbrauches sinnvoll.
Die Kosten für einen Photovoltaik Speicher berechnen sich aus der Speicherkapazität des Akkus mit 4 kWh, 6 kWh oder 8 kWh und mehr mit dem durchschnittlichen Preis pro Kilowattstunde.
Der Preis pro Kilowattstunde sinkt bei größerer Speicherkapazität, ist aber durch diese im Endpreis teurer.
Die Preisspanne liegt im 4- bis 5-stelligen Bereich. Die jährliche Preisentwicklung trägt zu Schwankungen bei den Anschaffungskosten bei.
Hersteller bieten Photovoltaik Speicher in Kombination mit einer kompletten Photovoltaikanlage an. Preise bis zu 20.000 € (je nach Größe der Anlage) sind normal.
Reduzierung von Stromkosten
Vor einigen Jahren ist eine Reduzierung der Stromkosten bei Einspeisung von nicht verbrauchter Energie in das öffentliche Stromnetz möglich gewesen. Heute liegt der Preis pro Kilowattstunde über dem der Einspeisevergütung und ist nicht mehr rentabel. Ein Speicher für Strom wirkt den steigenden Preisen effektiv entgegen.
Eine Reduzierung von 50 bis 70 Prozent der Stromkosten und mehr, nach Art und Effizienz der Anlage, sprechen für den Einsatz eines Akkus.
Fallende Preise für Blei- und Lithium Akkus aufgrund fortschreitender Forschung und Entwicklung sind ein weiterer positiver Aspekt. Eine Förderung durch die KfW-Bank liegt bei Nachrüstung von Speichern und Neuanschaffung einer Anlage mit Speichern von 500 bis 4000 Euro.
Fazit
Die Anschaffung eines Solarakkus als Speichermediums für Strom lohnt sich. Der hohe Kaufpreis einer kompletten Photovoltaikanlage mit Akku steht an zweiter Stelle. Eigenen Strom zu produzieren ist für viele ein wichtiger Schritt in die Zukunft. Anreize bestehen für die nächsten Jahre zu genüge.
Sinkende Preise und länger haltende Akkus mit steigenden Speicherkapazitäten sind nur einige Aspekte. Den eigenen produzierten Strom selbst zu verbrauchen und nicht benötigte Energie durch den Akku zu speichern sprechen für sich.
