Solarstrom vom Dach speichern und selbst verbrauchen
Der Klimawandel zwingt uns zur Abkehr von fossilen Brennstoffen. Die Energiewende hin zu erneuerbaren Energien hat begonnen, muss aber weiter an Dynamik gewinnen. Für Hausbesitzer bedeutet das in den eigenen vier Wänden: Investition in Photovoltaik und Stromspeicher.
Auf dieser umfassenden Seite erfahren Sie das, was Sie über PV Stromspeicher wissen müssen und – obendrein – so manchen Geheimtipp, welche Lösungen darüber hinaus zum effizienten Umgang mit Energie ratsam sind.
Die Inhalte im Überblick
Wie funktioniert ein Stromspeicher?
Ein Batteriespeicher ähnelt dem Akku Ihres Smartphones. Er besteht aus einem leistungsfähigen Lithium-Ionen-Akku, der überschüssige, elektrische Energie speichert und bei Bedarf wieder abgibt. Beim Speichervorgang wird die elektrische Energie in chemische Energie gewandelt und in dieser Form zwischengespeichert. Wird die Energie benötigt, kommt es zur umgekehrten Rückwandlung in elektrische Energie.
Von der Anode zur Kathode – Funktionsweise des Batteriespeichers
Will man die Funktionsweise eines Batteriespeichers erläutern, wird es etwas technischer: Im Inneren des Akkumulators gibt es zwei sogenannte Elektronenleiter: die Elektroden. Angeordnet sin diese wie als eine Art Stab. Die Anode, also die positive Elektrode, steht der negativen Elektrode, der sogenannten Kathode gegenüber. Umgeben sind diese von einer leitfähigen Flüssigkeit. Diese wird auch als Elektrolyt bezeichnet. Wird der Akku mit dem Stromnetz verbunden, bewegen sich die kleinen, geladenen Teilchen (Elektronen) von der negativen Elektrode zur positiven Elektrode, bis diese gesättigt oder vollgeladen ist. Beim Entladen kehrt ich der Prozess um.
Der entscheidende Unterschied zum Smartphone liegt allerdings darin, dass das oft auch Heimspeicher genannte Gerät nicht aus der Steckdose und somit aus dem öffentlichen Stromnetz aufgeladen wird, sondern beispielsweise mit nachhaltigem Solarstrom, der von der eigenen Photovoltaikanlage auf dem Hausdach erzeugt wird.
So ermöglicht der elektrische Speicher die effiziente Nutzung und Speicherung des selbst produzierten Sonnenstroms an Art und Stelle. Das reduziert den Bedarf, Stromnetze ausbauen zu müssen. Und: Transport elektrischer Energie über mehrere Spannungsebenen und große Distanzen ist mit nicht unerheblichen Verlusten verbunden. Auch diese Verluste an etwa in Kohlekraftwerken produzierten Strom werden durch den Eigenverbrauch im eigenen Haushalt reduziert.
Warum ist der Stromspeicher in vielen Fällen sinnvoll?
Indem Sie auf eine Kombination aus Photovoltaikanlage und Heimspeicher setzen, steigern Sie Ihre Unabhängigkeit von Stromversorgern und den Preisfluktuationen auf dem Energiemarkt. Und Sie tragen zum Kampf gegen den Klimawandel mit einer Beschleunigung der Energiewende bei. Mit dieser Lösung nutzen Sie den von Ihrer Photovoltaikanlage produzierten Strom selbst, anstatt ihn zu einem geringen Preis in das öffentliche Stromnetz einzuspeisen und anschließend teuren Strom erwerben zu müssen. Gleichzeitig tragen Sie aktiv zur Energiewende bei und tragen zur Reduzierung von CO₂-Emissionen bei.
Ohne Solarspeicher
Zur Mittagszeit, also dann, wenn die PV-Anlage in vielen Monaten des Jahres besonders viel Ertrag bringt, kann der geerntete Strom oft nicht verbraucht werden: Klar: Das Elektroauto ist nicht da zum Aufladen, und die Wärmepumpe wird im Sommer nur zur Bereitung von Warmwasser oder zur Kühlung genutzt. Daher geht dieser überschüssige Strom für eine minimale Vergütung ins Stromnetz.
Am Morgen oder am Abend „fehlt“ der Strom dann und muss für den normalen Stromtarif aus dem Netz zugekauft werden.
Das ist schlicht nicht mehr zeitgemäß.
Mit Photovoltaik-Speicher
Mit einem Solarspeicher sieht die Energiewelt der Familie
So wird ein Schuh draus: Der Heimspeicher speichert den tagsüber gewonnenen Strom, und Sie nutzen ihn dann, wann immer Sie ihn brauchen.
Nur den Strom, der über den Eigenbedarf hinausgeht, verkaufen Sie ins Netz und verdienen damit zusätzlich. Adé Stromrechnung!
Für wen lohnt sich ein Stromspeicher?
Ein Heimspeicher bietet Haushalten mit einer eigenen Photovoltaikanlage die Möglichkeit, ihren Eigenverbrauch von selbst produziertem Sonnenstrom signifikant zu erhöhen. Durch den Einsatz eines Batteriespeichers kann der überschüssige Strom, der nicht direkt verbraucht wird, gespeichert und zu einem späteren Zeitpunkt genutzt werden – sogar dann, wenn die Sonne nicht scheint. Dies führt zu einer effizienteren Nutzung des produzierten Stroms und kann den Eigenverbrauch um bis zu verdoppeln.
Ein weiterer großer Vorteil eines Stromspeichers ist die erhöhte Unabhängigkeit von externen Stromanbietern. Während Haushalte ohne Speicher den überschüssigen Strom ins Netz einspeisen, die zuletzt 2023 gestiegene Einspeisevergütung zu erhalten und später teurer zurückkaufen müssen, können Haushalte mit einem solchen Speicher ihren eigenen Strom direkt nutzen. Dies reduziert nicht nur die Abhängigkeit von schwankenden Strompreisen, sondern trägt auch zur Energieautarkie bei.
Der Einsatz eines Photovoltaik Stromspeichers ist auch aus ökologischer Sicht sinnvoll. Durch die bessere Nutzung des eigenen erneuerbaren Stroms und die Reduzierung des Bezugs aus dem Netz kann der CO2-Fußabdruck des Haushalts erheblich verringert werden. Damit leistet man einen aktiven Beitrag zum Umweltschutz und zur nachhaltigen Energieversorgung.
Jedoch ist es wichtig zu bedenken, dass die Anschaffungskosten für einen Stromspeicher für Solaranlagen oft höher sind. Eine vorherige Wirtschaftlichkeitsberechnung ist empfehlenswert, um die langfristigen Einsparungen gegenüber den Investitionskosten abzuwägen. Es sollte auch beachtet werden, dass die Größe des Speichers zum individuellen Stromverbrauch passen sollte, um die Kosten effektiv zu kontrollieren.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ein Stromspeicher für Photovoltaik eine wirkungsvolle Lösung ist, um den Eigenverbrauch von Solarenergie zu erhöhen und die Abhängigkeit von externen Angeboten zu verringern. Er trägt zur Steigerung der Unabhängigkeit und zur Nachhaltigkeit bei. Jedoch sollten die Anschaffungskosten und die individuellen Bedürfnisse sorgfältig abgewogen werden, um eine rentable Investition zu gewährleisten.
Was kostet ein Stromspeicher?
In Deutschland kosten Stromspeicher zwischen 6.000 und 12.000 Euro.
Ein Batteriespeicher mit einer Speicherkapazität von 10 Kilowattstunden kostet zwischen 8.000 und 12.000 Euro. Ein solches, leicht überdurchschnittlich konfiguriertes Gerät, eignet sich bei einem Stromverbrauch pro Jahr von 6.000 Kilowattstunden.
Kleinere Speicher mit einer Speicherkapazität von 5 bis 7 Kilowattstunden sind ab 6.000 Euro zu haben. Dabei hängt der Preis von zahlreichen Faktoren ab: Etwa vom Hersteller. Während Huawei, RCT oder BYD eher preisgünstige Modelle anbieten, zählt beispielsweise E3/DC zum Hochpreissegment. Im Mittelfeld sind Hersteller wie Sonnen, SENEC oder Sungrow anzusiedeln.
Allerdings hängt der Preis bei weitem nicht nur vom Hersteller ab. Vielmehr kommt es natürlich auf die Kapazität, die Zellchemie, die Funktionsfülle des Speichers und beispielsweise auch auf Garantien an. Und: Auch von Installationsbetrieb zu Installationsbetrieb kann es ganz unterschiedliche Angebote geben, weil beispielsweise zusätzliche Dienstleistungen beim Kauf einer PV-Anlage mit Energiespeicher einbezogen werden.
Tipp der Redaktion: Auch wenn es nervig ist – vergleichen unterschiedlicher Angebote lohnt sich beim Kauf eines Heimspeichers sehr: Stromspeicher Vergleich lohnt sich – Hinweise dazu kann die Stromspeicher-Inspektion 2023 oder 2024 geben.
Gibt es Förderungen für Solarspeicher?
Ja, es gibt Förderungen für Solarspeicher in Deutschland von verschiedenen Institutionen, darunter die KfW, das BAFA und einige Bundesländer. Die KfW bietet zum Beispiel das Förderprogramm 275 „Erneuerbare Energien – Speicher“ an, das zinsgünstige Darlehen für den Kauf und die Installation von Batteriespeichern in Verbindung mit Photovoltaikanlagen bereitstellt. Das BAFA unterstützt Eigenheimbesitzer bei der Nutzung von erneuerbaren Energien durch das Programm „Innovative Wohnkonzepte“, das auch die Installation von Solarspeichern fördert.
Einige Bundesländer haben auch eigene Förderprogramme für Solarspeicher. Zum Beispiel bietet Baden-Württemberg das Programm „Netzdienliche Photovoltaik-Batteriespeicher“ an, das die Installation von Solarspeichersystemen in Verbindung mit einer Photovoltaikanlage unterstützt. Im Rahmen des Förderprogramms „Energieeffizient Bauen und Sanieren“ bietet Bayern auch Zuschüsse für die Installation von Solarspeichern in Verbindung mit Photovoltaikanlagen an.
Es ist jedoch zu beachten, dass die verschiedenen Programme unterschiedliche Fördervoraussetzungen und -konditionen haben. Es ist daher ratsam, im Vorfeld eine umfassende Recherche der jeweiligen Programme durchzuführen, um das passende Förderprogramm auszuwählen. Übersichten über Förderungen gibt es u.a. bei Finanztip.
Die Komponenten des Heimspeichers
Ein typischer Stromspeicher besteht aus folgenden Komponenten, wie zum Beispiel:
- Gehäuse: Das Gehäuse des Speichers schützt die Komponenten vor Umwelteinflüssen und ungewolltem Zugriff.
- Zellen: Die Zellen sind das Herzstück des Speichers und werden zu Speicherblöcken zusammengeschaltet. Die meisten Stromspeicher verwenden heute Lithium-Ionen-Batterien, da sie hohe Energiedichten und eine lange Lebensdauer haben.
- Batteriemanagementsystem (BMS): Das BMS ist für die Überwachung und Steuerung des Lade- und Entladeprozesses der Batterien zuständig, um eine sichere und effiziente Nutzung des PV-Speicher zu gewährleisten.
- Laderegler: Der Laderegler regelt den Ladevorgang der Batterien und schützt sie vor Überladung oder Tiefentladung.
- Energiemanagementsystem (EMS): Das EMS übernimmt die Steuerung des Energieflusses zwischen Photovoltaikanlage, Heimspeicher und Verbrauchern, um den Eigenverbrauch zu maximieren und den Bezug aus dem Stromnetz zu minimieren.
- Überwachungssystem: Das Überwachungssystem überwacht den Zustand und die Leistung des Heimspeichers, um mögliche Probleme frühzeitig zu erkennen.
- Wechselrichter: Der Wechselrichter wandelt den Gleichstrom der Batterien in Wechselstrom um, um den gespeicherten Strom im Hausnetz nutzen zu können.
- Es gibt verschiedene Arten von Stromspeichern, die unterschiedliche Batterietechnologien verwenden, wie zum Beispiel Lithium-Ionen-Batterien, Blei-Säure-Batterien oder Redox-Flow-Batterien. Jede Batterietechnologie hat ihre eigenen Vor- und Nachteile in Bezug auf Kosten, Effizienz, Lebensdauer und Umweltauswirkungen.
Lithium-Ionen vs. Lithium-Eisenphosphat-Batterien
Lithium-Ionen-Batterien haben eine höhere Energiedichte und können mehr Energie auf kleinerem Raum speichern als Lithium-Eisenphosphat-Batterien. Sie haben daher in der Regel eine höhere Kapazität und eine längere Lebensdauer. Lithium-Ionen-Batterien sind jedoch auch empfindlicher gegenüber hohen Temperaturen und können bei Überhitzung beschädigt werden.
Lithium-Eisenphosphat-Batterien haben eine höhere Entladekapazität und eignen sich daher besser für Anwendungen mit hohen Stromstärken, wie beispielsweise Elektromobilität. Sie sind auch sicherer als Lithium-Ionen-Batterien, da sie nicht so leicht in Brand geraten und nicht so empfindlich gegenüber hohen Temperaturen sind. Allerdings haben sie auch eine niedrigere Energiedichte und können daher weniger Energie auf kleinerem Raum speichern als Lithium-Ionen-Batterien.
Es ist also wichtig, die Anforderungen an den Stromspeicher genau zu prüfen und die jeweiligen Vor- und Nachteile von Lithium-Ionen-Batterien und Lithium-Eisenphosphat-Batterien abzuwägen, um die passende Batterietechnologie auszuwählen.
Wie bestimme ich die optimale Größe für meinen Stromspeicher?
Um die optimale Größe für einen Heimspeicher zu bestimmen, sollten mehrere Faktoren berücksichtigt werden. Dazu gehören der durchschnittliche tägliche Stromverbrauch des Haushalts, der aus der Stromrechnung über einen bestimmten Zeitraum abgelesen werden kann. Ein weiterer Faktor ist die Spitzenleistung und Kapazität der Solaranlage, da dies bestimmt, wie viel Energie erzeugt und gespeichert werden kann. Auch der Energieverbrauch über den Tag hinweg und die erwartete Menge an von der Solaranlage erzeugter Energie sollten beachtet werden.
Es gibt auch Online-Rechner und Software-Tools, die bei der Bestimmung der richtigen Größe eines Stromspeichers helfen können. Diese Tools verwenden Algorithmen, die verschiedene Datenpunkte wie den Energieverbrauch, Wetterbedingungen und die Leistung der Solaranlage berücksichtigen, um den Energiebedarf und den Speicherbedarf genau zu ermitteln.
Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass die optimale Größe auch von anderen Faktoren wie dem gewünschten Grad an Unabhängigkeit von externem Strom, den Kosten des Systems und dem verfügbaren Platz für die Installation der Ausrüstung abhängen kann. Daher wird empfohlen, sich mit einem seriösen Anbieter oder Installateur für Stromspeicher zu beraten, um eine fundierte Entscheidung über die richtige Größe entsprechend der individuellen Bedürfnisse zu treffen.
Raus aus der Einspeisevergütung: Kann man Speicher nachrüsten?
Ja, in den meisten Fällen ist es möglich, einen Stromspeicher nachträglich zu einem bestehenden Photovoltaik-System hinzuzufügen. Dazu ist jedoch ein gewisser Aufwand und einige Kosten erforderlich. Die Kompatibilität mit dem vorhandenen System und der angepasste Energiebedarf sollten vorab geprüft werden.
Im Allgemeinen gibt es zwei Arten von Nachrüstlösungen AC-gekoppelter Stromspeicher und DC-gekoppelter Systeme. Ein AC gekoppelte Stromspeicher wird zwischen dem Photovoltaik-Modulwechselrichter und dem bestehenden Stromnetz installiert und können das System optimal ergänzen. DC-gekoppelte Systeme dagegen werden zwischen den Photovoltaik-Modulen und dem Wechselrichter angebracht und können die bestehende Solaranlage effektiv optimieren. Die Wahl zwischen AC-gekoppelten und DC-gekoppelten Speichern hängt von mehreren Faktoren ab, einschließlich des Alters und der Größe des vorhandenen Systems und den spezifischen Anforderungen an die Speicherlösung.
Es ist wichtig zu beachten, dass der Einbau eines Stromspeichers zwar zunächst mit erhöhten Kosten verbunden sein kann, aber auch langfristige Vorteile wie eine Erhöhung der Eigenversorgung und Unabhängigkeit von Stromversorgern bieten kann. Es lohnt sich also, sich von einem seriösen Anbieter beraten zu lassen, um eine individuelle Lösung für den eigenen Energiebedarf zu finden.
Speicher entsorgen
Die Entsorgung von Stromspeichern sollte in Übereinstimmung mit den örtlichen Vorschriften und Bestimmungen für Elektroaltgeräte erfolgen. Da Stromspeicher Batterien enthalten, die umweltschädliche Substanzen enthalten können, ist es wichtig, dass sie fachgerecht entsorgt werden, um eine umweltfreundliche und sichere Entsorgung zu gewährleisten.
Es wird empfohlen, sich bei örtlichen Recycling- oder Entsorgungszentren zu erkundigen, die Elektronik oder Elektroaltgeräte annehmen. Diese Zentren können weitere Informationen zur korrekten Entsorgung von Stromspeichern bereitstellen und sie möglicherweise selbst übernehmen.
Beim Umgang mit elektrischen Speichersystemen sollten bestimmte Sicherheitsmaßnahmen beachtet werden, insbesondere bei der Vorbereitung zur Entsorgung. Dazu gehören das Abklemmen der Batterie vom System und das Entleeren der Batterie, um potenzielle Gefahren zu minimieren. Es wird dringend empfohlen, bei der Entsorgung der Batterien die Anweisungen des Herstellers und die örtlichen Vorschriften zu befolgen, um eine sichere und umweltverträgliche Entsorgung zu gewährleisten.
Es ist auch wichtig zu beachten, dass einige Stromspeicher-Hersteller Rücknahmeprogramme für ihre Produkte anbieten. Diese Programme ermöglichen es den Verbrauchern, ihre Stromspeicher an den Hersteller zurückzusenden, um eine umweltgerechte Entsorgung zu gewährleisten. Informationen zu solchen Programmen können auf den Websites der Hersteller oder durch direkte Kontaktaufnahme mit ihnen erhalten werden.
In jedem Fall ist es ratsam, sich bei örtlichen Behörden, Entsorgungszentren oder den Herstellern der Geräte über die besten Praktiken und Möglichkeiten zur Entsorgung zu informieren.
Martin Ulrich Jendrischik, Jahrgang 1977, beschäftigt sich seit mehr als 15 Jahren als Journalist und Kommunikationsberater mit sauberen Technologien. 2009 gründete er Cleanthinking.de – Sauber in die Zukunft. Im Zentrum steht die Frage, wie Cleantech dazu beitragen kann, das Klimaproblem zu lösen. Die oft als sozial-ökologische Wandelprozesse beschriebenen Veränderungen begleitet der Autor und Diplom-Kaufmann Jendrischik intensiv. Als „Clean Planet Advocat“ bringt sich der gebürtige Heidelberger nicht nur in sozialen Netzwerken wie Twitter / X oder Linkedin und Facebook über die Cleanthinking-Kanäle ein.