Solarstromspeicher bei Familie Förster aus Pulsnitz
Susanne und Maik Förster aus Pulsnitz haben ihre Photovoltaikanlage mit einem Energiespeicher ergänzt.

Seinen eigenen Strom erzeugen und selbst verbrauchen ist mit einer Photovoltaikanlage kein Problem. Doch die Sonne scheint nicht 24 Stunden am Tag. Stromerzeugung und Strombedarf passen zeitlich also nicht immer zusammen. Viele Hausbesitzer entscheiden sich deshalb für einen Batteriespeicher, um auch nachts vom Sonnenstrom zu profitieren.

Als Fachmann für Energieeffizienztechnik bei ENSO plane ich individuelle Photovoltaikanlagen und Speichersysteme für unsere Kunden.

In diesem Beitrag zeige ich Ihnen, wie ich dabei vorgehe und worauf es bei einem leistungsfähigen Solarstromspeicher ankommt.

Welche Technologien kommen in Frage?

Bisher werden überwiegend Blei-Gel- oder Lithium-Ionen-Batterien eingesetzt. Batterien auf Blei-Basis sind preisgünstiger und viele Jahre erprobt. Lithium Speicher arbeiten hingegen mit einem höheren Wirkungsgrad, haben eine längere Lebensdauer und ermöglichen mehr Ladezyklen.

Typische Merkmale Blei-Gel Lithium-Ionen
Energiewirkungsgrad 75 – 85 % 85 -95 %
Lebensdauer 5 – 10 Jahre 10 – 20 Jahre
Vollladezyklen 1.000 – 3.000 3.000 – 10.000

Wie viel Strom soll gespeichert werden?

Entscheidend für eine Solarbatterie ist die Höhe der nutzbaren Speicherkapazität. Sie gibt an, wieviel Strom tatsächlich gespeichert werden kann und entspricht dem in der Praxis nutzbaren Anteil der Nennkapazität.

Ein Beispiel: Die Nennkapazität eines Blei-Gel-Speichers beträgt beispielweise 9 Kilowattstunden (kWh), bei einer Entladetiefe von 60 Prozent stehen lediglich 5,4 kWh als nutzbare Kapazität zur Verfügung. Lithium-Batterien erreichen Entladetiefen von mehr als 90 Prozent. Bei gleicher Nennkapazität können demnach 8,1 kWh tatsächlich genutzt werden.

Dieses Diagramm zeigt den Tagesverlauf der Solarstromerzeugung und des -verbrauchs
Mit einem Solarstromspeicher können Sie die Energie der Sonne auch noch dann nutzen, wenn sie gar nicht mehr scheint. Grafik: Sonnenbatterie GmbH

Der Speicher ist optimal dimensioniert, wenn an einem durchschnittlichen Sommertag ein Vollzyklus erreicht wird. Dabei wird der Speicher tagsüber komplett vollgeladen und nachts entladen, um am nächsten Tag wieder überschüssige Sonnenenergie aufnehmen zu können.

Ist der Speicher zu groß, erfolgen keine vollständigen Lade- und Entladevorgänge. Mit einem zu kleinen Speicher können Sie wiederrum nicht das gesamte Stromsparpotential nutzen und müssen unter Umständen auf elektrische Energie aus dem Stromnetz zurückgreifen.

Als Faustformel zur Auslegung des Solarstromspeichers gilt: Für ein Kilowatt (kW) Photovoltaikanlagenleistung kann eine Kilowattstunde (kWh) nutzbare Speicherkapazität eingeplant werden.

Wie wird die Batterie in das Hausnetz eingebunden?

Grundsätzlich gibt es zwei verschiedene Möglichkeiten, Batteriesysteme in das Hausnetz zu integrieren. Bei der Kopplung auf der Wechselstromseite (AC) ist der Batteriespeicher mit der Photovoltaikanlage über das Wechselstromnetz des Hauses verbunden. Die Be- und Entladung des Speichers erfolgt über einen separaten Batteriewechselrichter. Dieser wandelt den Wechselstrom in Gleichstrom um, mit dem die Batterie geladen wird.

Darstellung eines DC- und AC-Speichersystems
Ein Batteriesystem lässt sich sowohl auf der Wechseltrom- als auch auf der Gleichstromseite in das Hausnetz integrieren. Grafik: pv magazine

Vorteil dieser Variante: Photovoltaikanlage und Speichersystem können weitgehend unabhängig voneinander errichtet und dimensioniert werden. Daher sind diese Systeme optimal zur Nachrüstung bereits bestehender Photovoltaikanlagen geeignet. Auch die Speicherung von Strom aus anderen Energieerzeugungsanlagen wie Blockheizkraftwerken (BHKWs) oder Kleinwindenergieanlagen ist möglich.

Bei der Kopplung auf der Gleichstromseite (DC) wird der Stromspeicher direkt in den Gleichstromzwischenkreis des Photovoltaikwechselrichters eingebunden. Ein separater Batteriewechselrichter ist nicht nötig. Prinzipiell ist diese Variante kostensparend und effizient, jedoch mit einer geringeren Flexibilität bei der Systemauslegung und der Wahl des Aufstellortes verbunden. Zudem kann keine elektrische Energie aus dem öffentlichen Stromnetz zwischengespeichert werden.

Welche zusätzlichen Funktionen sind sinnvoll?

Besonderes Augenmerk lege ich auf das Energiemanagementsystem des Speichers, das als intelligente Schaltzentrale im Haushalt genutzt werden kann. Einige Hersteller bieten die Messung und Prognose von Stromerzeugung und –verbrauch an.

Monitoring-System auf Laptop, Tablet und Smartphone
Mit Hilfe moderner Bedienung können Sie Ihren Solarspeicher per Laptop, Tablet oder Smartphone bequem von der Couch aus überwachen. Grafik: Sonnenbatterie GmbH

Auf dieser Datengrundlage und mit Hilfe von Wetterprognosen erfolgt die optimale Be- und Entladung des Speichers. Der Strombezug aus dem öffentlichen Netz wird weiter reduziert. Für den Hausbesitzer sind die Energieflüsse im Haushalt jederzeit transparent.

Die Möglichkeit der nachträglichen Kapazitätserweiterung ist ein weiterer Punkt, den ich in die Bewertung eines Speichersystems aufnehme. In das vorhandene Gehäuse können oftmals zusätzliche Batteriepakete ohne großen Aufwand nachgerüstet werden. Das bringt hohe Flexibilität und ermöglicht es,  das System später an veränderte Rahmenbedingungen anzupassen.

Wenn auch Sie Ihren eigenen Sonnenstrom erzeugen und speichern möchten, nehmen Sie Kontakt mit uns auf. Wir beraten Sie gern und erstellen Ihnen eine individuelle Wirtschaftlichkeitsrechnung, in die wir neben dem Solarstromspeicher auch das Gesamtsystem inklusive Photovoltaikanlage und vorhandenen Strombedarf mit einbeziehen.