Stromspeicher: Alles was Sie wissen müssen

Der nachfolgende Blog Beitrag erklärt Ihnen alles was Sie über Stromspeicher in Verbindung mit Photovoltaikanlagen wissen müssen.

Ein Stromspeicher ist mittlerweile kaum mehr wegzudenken. Der Strom wird von der Photovoltaikanlage tagsüber produziert und der Hausverbrauch steigt in den meisten Haushalten erst gegen Abend.  Dabei bieten Stromspeicher in Verbindung mit einem Energiemanagementsystem einen sehr effizienten Lösungsansatz.

Es lohnt sich den Eigenverbrauch zu erhöhen.

Da die Wechselrichter heutzutage  das Aufladen der Batterie oder die Einspeisung ins öffentliche Stromnetz kontrollieren, ist eine Maximierung des Eigenverbrauches immer einfacher. Scheint die Sonne intensiv, geht der Photovoltaikstrom primär in den Eigenverbrauch. Wird der Eigenverbrauch komplett abgedeckt,  wird der Stromspeicher geladen. Erst wenn der Stromspeicher vollständig aufgeladen wurde, speist die Photovoltaikanlage den Solarstrom in das öffentliche Stromnetz ein. ‍

Entwicklung des Strompreises

Je nach Anlagengröße produziert Ihre Photovoltaikanlage den Strom für 8-12 Cent/kWh. Dem gegenüber standen 2021  im Schnitt Kosten von 31,9 Cent/kWh. Anfang 2022 sind es bereits 34,6 Cent/kWh. Der Durchschnittspreis bei Neuverträgen  liegt im Januar 2022 bei 43 Cent / kWh. ( Quelle: Forbes Advisor)

Vergleich zwischen Lithium-Ionen-Akkus und Bleib-Batterien

Blei-Batterie

  • geringe Zyklenanzahl von max 1200 bis 1500 Zyklen
  • 50% Entladetiefe
  • Maximale Lebensdauer 5 bis 7 Jahre
  • schwer, groß & sperrig (400-500Kg)
  • Hohe Selbstentladung mit 0,5% pro Tag
  • problematisch durch Freisetzung toxischer Gase

Lithium-Ionen-Akku

  • Zyklenfestigkeit von 4000 bis 8000 Zyklen bei 70-90% Entladetiefe
  • Erhöhte Lebensdauer von  bis zu 20 Jahren
  • geringer Platzbedarf
  • hoher Systemwirkungsgrad
  • geringe Selbstentladung von  0,5% pro Woche

Die wichtigsten Begriffe rund um den Stromspeicher

Batterietechnologie: Die Batterien arbeiten entweder auf  Lithium Ionen oder auf einer Blei-Basis. Dabei sind Blei Akkus wirtschafltlicher erprobt und länger im Einsatz als die Lithium Ionen Speicher. Ein Vorteil der Lithium Ionen Akkus ist der weitaus höherer Wirkungsgrad. Blei Akkus sind heutzutage kaum mehr relevant.

Entladetiefe(DoD): Eine Batterie kann nicht komplett zu 100% entladen werden. Diese sogenannte Tiefenentladung würde die Batterie beschädigen. Die Entladetiefe  variiert je nach Hersteller und Batteriemodell.

Speicherkapazität(Nennkapazität): Die Speicherkapazität der Stromspeichers gib an wieviel Strom diese mit einer vollen Aufladung speichern kann. Dabei ist die Speicherkapaziät eine technische Angabe des Herstellers und wird in Kilowattstunden(kWh) angegeben.

Nutzbare Speicherkapazität:  Die technische Speicherkapazität des  Stromspeichers ist nur theoretisch vorhanden. Es muss auch immer die Entladetiefe berücksichtigt werden. Die relevante Kennzahl lautet nutzbare Speicherkapazität. Ein kurzes Beispiel: Der Stromspeicher hat eine Speicherkapazität von 10 kWh und eine Entladetiefe von 80%, dies bedeutet dass der Stromspeicher praktisch nur 8,0 kWh speichern kann ( 80% von 10 kWh)

Vollzyklus:  Den Stromspeicher einmal bis zu Entladetiefe zu entladen und anschließend vollständig aufzuladen ist ein kompletter Vollzyklus.

Kleinstzyklus: Der Stromspeicher wird nur geringfügig entladen und daraufhin wieder aufgeladen.

Zyklenlebensdauer: Dies ist eine Technische Angabe des Herstellers für wieviele Zyklen der Stromspeicher ausgelegt ist. Moderne Stromspeicher haben eine Zyklenlebensdauer von bis zu 8.000 Vollzyklen und mehr.

Kalendarische Lebensdauer: Die Kalendarische Lebensdauer ist eine weitere theoretische Angabe des Herstellers. Wenn der Stromspeicher nicht be- und entladen wird, so besitzt er nach Ablauf der kalendarischen Lebenszeit noch 80% seiner ursprünglichen Nennleistung.

Gebrauchsdauer: Die Gebrauchsdauer ist ähnlich wie die nutzbare Speicherkapazität eine praktische Größe. Dabei wird zuerst angenommen wie viele Vollzyklen ein Stromspeicher pro Jahr praktisch durchführen wird. Es wird angenommen , dass diese Kennzahl ungefähr 200 Vollzyklen pro Jahr sind.  Tatsächlich sind es aber meistens zwischen 250-300 Vollzyklen.

Systemwirkungsgrad:  Da die Stromspeicher über elektronische Komponenten wie Laderegler oder Batteriewechselrichter gesteuert werden, kommt es wie bei allen technischen Anlagen zu Leistungsverlusten. Die Herstellerangabe zum Systemwirkungsgrad unterscheiden sich dabei  von Hersteller zu Hersteller. Entscheidend ist der Zyklenwirkungsgrad des Akkus ( Lithium Ionen bei > 90% & Bleib bei ca 75%).

1-phasig / 3-phasig: Der Stromspeicher speist den geladenen Solarstrom entweder auf eine oder drei Phasen in das Hausnetz bzw. öffentliche Stromnetz ein. 1 phasige Stromspeicher können im Falle eines Stromausfalles Elektrogeräte mit 3 phasigen Anschluss nicht versorgen.

AC / DC gekoppelt: Stromspeicher können entweder "nach" dem Wechselrichter in den Wechselstromkreis des Hauses eingebunden werden ( AC-gekoppelt) oder "vor" dem Wechselrichter im zwischengeschalteten Gleichstromkreis (DC-gekoppelt) Der Stromspeicher lädt aber grundsätzlich nur Gleichstrom, daher müssen AC gekoppelte Systeme mit einem Batteriewechselrichter ausgestattet werden.

Notstrom: Durch die Notstromfunktion übernimmt der Stromspeicher im falle eines Stromausfalles innerhalb einer Sekunde die Stromversorgung des kompletten Hauses. Dabei kommt es darauf an ob der Stromspeicher 1-phasig oder 3-phasig einspeist. Die gesamten Elektrogeräte im Haushalt funktionieren 3-phasig.

Relevante Kennzahlen eines  Stromspeichers im Alltag

  1. Eigenverbrauchsanteil: Der Eigenverbrauchsanteil sagt aus, wieviel Photovoltaikstrom im Haushalt selbst verbraucht werden kann. Ein möglichst effizienter Eigenverbrauch hängt dabei hauptsächlich von der Planung und Auslegung beider Systeme ab.
  2. Autarkiegrad: Der Autarkiegrad steht im Bezug zum gesamten Stromverbrauch des Haushaltes und sagt aus, wieviel des tatsächlichen Strombedarfs durch die Photovoltaikanlage in Verbindung mit dem Stromspeicher gedeckt werden kann.
  3. Kosten pro gespeicherte Kilowattstunde: Die Wirtschaftlichkeit des Stromspeichers lässt sich an den Kosten pro gespeicherte Kilowattstunde festmache

Fazit: Ein Stromspeicher ist für die meisten Haushalte sinnvoll

Die Einspeisevergütung liegt seit Jahren unter dem aktuelle Strompreis. Daher sollten die meisten Photovoltaikanlagenbesitzer auf einen erhöhten Eigenverbrauch setzen. Mithilfe eines Stromspeichers ist eine deutliche Steigerung des Eigenvebrauches und des Autarkiegrades möglich. Dabei entwickeln sich die Stromspeicher rasant weiter und werden noch attraktiver durch diverse Fördermöglichkeiten.