PV-Speicher (Stromspeicher)

Die PV-Anlage liefert den größten Ertrag zu Mittag wenn die Sonne am meisten einstrahlt. Nicht benötigter PV-Strom wird dann ins Netz geliefert, am Abend muss man den benötigten Strom dann wieder teuer zukaufen. Hier setzen PV-Speicher an: Eine Batterie speichert den selbst erzeugten Strom der PV-Anlage, sodass er dann verwendet werden kann, wenn man ihn benötigt.

Wann ist ein Stromspeicher sinnvoll?

Im Durchschnitt können Sie bei einer privaten PV-Anlage bis etwa 5kW(peak) nicht mehr als ein Drittel des jährlich erzeugten PV-Stroms selbst verwenden (Erzeugung und Verbrauch muss ja gleichzeitig stattfinden). Der Rest wird ins Netz gespeist (Überschusseinspeisung). Je schlechter Erzeugung (Sonneneinstrahlung) und Verbrauch übereinstimmen, desto mehr Sinn macht ein PV-Speicher.
Im Durchschnitt kann ein Privathaushalt bei Installation eines Stromspeichers dann zumindest die Hälfte oder auch zwei Drittel des erzeugten PV-Stroms selbst verwenden. Wichtig ist, dass der Stromspeicher gut auf die PV-Anlage abgestimmt wird (Richtwert: Speicherkapazität der Batterie in kWh = 1,5 mal Leistung der PV-Anlage in kW(peak). Eine genaue Planung übernimmt der Elektrotechniker, der die PV-Anlage bzw. den Speicher installiert.
Tipp: Je schlechter Ihr Verbrauchsprofil mit dem Erzeugungsprofil übereinstimmt, desto sinnvoller ist ein Stromspeicher.

Kosten für einen PV-Speicher

Für die Ermittlung der Kosten ist es wichtig, nicht nur auf die Anfangsinvestition zu schauen. Moderne Lithium-Batterien kosten zwar mehr, sind aber dafür wesentlich langlebiger und können öfter geladen und entladen werden (mehr Ladezyklen möglich) und haben einen höheren Wirkungsgrad. Auch bei Teilladung und Teilentladung sowie bei den Wartungskosten sind sie den Bleispeichern überlegen. Eckdaten für die Wirtschaftlichkeit sind:

- Preis für die Batterie selbst
- Preis für die Installation (Arbeit, Material, ggf. Wechselrichter, Netzentkopplung, Laderegler usw.)
- Wirkungsgrad (tatsächlich nutzbarer Anteil der Nennkapazität)
- Erzielbarer Preis für die Einspeisung (wenn man keinen Speicher verwendet)
- Strompreis (den man bezahlen muss, wenn man keinen Speicher verwendet)
- Energiepreissteigerung (Prognose)
- Kalkulatorischen Zinsen, wenn man das Geld für den Speicher anlegen würde
- Förderung bei der Investition
- Eigenverbrauchsoptimierung

Ihr Planer (Elektrotechniker) errechnet die Menge an Energie (kWh), die vom Speicher über die gesamte Lebensdauer geliefert werden kann. Daraus kann man die Kosten für eine kWh gespeicherte Energie ermitteln und den Kosten für eine vom Stromanbieter gekaufte kWh gegenüberstellen. Rein aus wirtschaftlichen Gründen ist ein Stromspeicher kaum rentabel. Allerdings gibt es Zusatznutzen wie erhöhte Unabhängigkeit von den Stromanbietern und damit auch vom Strompreis, erhöhte Versorgungssicherheit bei Notstromfunktion des Speichers. Für die Errichtung eines PV-Speichers muss man etwa 2.000,- bis 2.600,- Euro pro kWh Nennkapazität rechnen (ohne Installationskosten).

Batteriekonzepte - Vorteile und Nachteile

Bleibatterie (Bleisäure, Bleigel):
Geringe Anschaffungskosten, ausgereifte Technologie
Geringe Energiedichte, begrenzte Lebensdauer, problematisch bei Teilladung, wenig Ladezyklen, problematisch bei Tiefentladung (somit weniger nutzbare Kapazität)

NiCd, NiMH:
Hohe Lebensdauer, hohe Leistung
Anschaffungskosten, relativ hohe Selbstentladung, Umweltproblematik

Lithium-Ionen, Lithium-Polymer, Lithium-Metall
Moderne Technologie, hohe Speicherkapazität, ausgezeichneter Wirkungsgrad, hohe Lebensdauer, deutlich mehr Ladezyklen möglich, leichter
Teurer in der Anschaffung (teileweise gibt es jedoch Förderungen dafür)

Installationskonzepte - Vorteile und Nachteile

PV-Speicher befindet sich auf der Gleichspannungsseite (DC)
Die Batterie wird an den Gleichspannungskreis der PV-Anlage angeschlossen, ein Laderegler sorgt für die optimale Einspeisung des PV-Stroms in die Batterie. Wird in Kombination mit einer neuen PV-Anlage meist verwendet.
Besserer Wirkungsgrad als AC-System, weniger komplexe Anlage (nur ein Wechselrichter)
Zur Nachrüstung bei bestehenden PV-Anlagen eher teuer

PV-Speicher befindet sich auf der Wechselspannungsseite (AC)
Speziell für die Nachrüstung bestehender Anlagen geeignet.
Bestehende Komponenten (Laderegler, Wechselrichter) bleiben bestehen, Speicher ist vom der bestehenden PV-Anlage völlig unabhängig (es könnten auch andere Erzeuger eingebunden werden wie z.B. Mini-Gasblockheizwerke oder Stirlingmotoren von einer Hackschnitzelanlage o.ä.)
Eigener Batteriewechselrichter wird benötigt, höhere Verluste durch die zweifache Umwandlung von Gleich- in Wechselstrom und umgekehrt.