Solarstromspeicher für Wohngebäude
Alles was Sie zum Themenbereich Solarstromspeicher effektiv und wirtschaftlich nutzen wissen müssen.
Solarstromspeicher für Wohngebäude
Die PV-Anlage auf dem Dach und der Solarstromspeicher in Ihrem Haus machen Sie dauerhaft unabhängig vom öffentlichen Energiemarkt und dem damit verbundenen Kostendruck. Die bundesweite Strompreisentwicklung im Zeitrahmen von 2010 bis 2019 lässt diesbezüglich keine Illusionen mehr zu: Steuern und Abgaben stiegen um 65 %, die durchschnittlichen Kosten für die Kilowattstunde von 23,7 auf 30,4 Cent (+ 28 Prozent).
Im Gegensatz dazu sind die Kosten für Solarstrom immer weiter gesunken. Mit einer Photovoltaikanlage lässt sich heute auf einem Einfamilienhaus schon für rund 8 Cent je kWh Strom produzieren. Mit einem Solarstromspeicher können Sie deutlich mehr von diesem günstigen Strom selber nutzen.
Und auch der Energiebedarf für Wärme und Mobilität lasst sich heute mit einer Photovoltaikanlage und angeschlossenem Energiespeicher in vielen Fällen zu deutlich niedrigeren Kosten decken.
Auf dieser Seite erfahren Sie was Ihnen ein solcher Solar Akku bringt, worauf Sie bei der Anschaffung und Installation achten müssen und was Sie dafür tun können, dass Ihre Batterie möglichst lange fehlerfrei funktioniert.
Vor- und Nachteile unterschiedlicher Speichersysteme
Speichersysteme lassen sich in zwei grundlegende Kategorien einteilen. Komplettsysteme werden von einem Hersteller als eine komplette Einheit produziert. Der Hersteller stellt somit sicher das die einzelnen Bestandteile optimal zueinander abgestimmt sind.
Daneben gibt es noch Systeme, die aus den einzelnen Komponenten unterschiedlicher Hersteller bestehen. Händler, oder auch der Installateur, stellen in diesem Fall aus Einzelkomponenten ein Speicher-Paket zusammen. Wichtig ist es darauf zu achten, dass die verwendeten Einzelkomponenten zum Beispiel Batteriewechselrichter und Batteriespeicher über die entsprechenden Freigaben zur Kombination verfügen.
Unabhängig von den unterschiedlichen Speichertechnologien ist der grundsätzliche Aufbau immer gleich. Die Module auf dem Dach generieren Gleichspannung. Im Haushalt wird 230V-Wechselspannung benötigt, die vom integrierten Transformator (Wechselrichter) bereitgestellt wird.
Der Solar Akku kann wiederum nur Gleichspannung speichern, weshalb er noch einmal einen eigenen vorgeschalteten Batteriewechsler benötigt (AC-Kopplung). Alternativ dazu können Sie die Energie auch ohne Transformation (DC-Kopplung) in den Solarstromspeicher leiten. Laderegler stellen dann sicher, dass dort keine Überspannung entsteht. Dies erhöht den Wirkungsgrad der Anlage und reduziert damit Ihre Gesamtkosten.
AC-Speicher-Systeme
Bei AC-Systemen werden die Batterien mit Strom aus dem Wechselstromkreis des Gebäudes geladen. Da der angeschlossene Solarspeicher mit Gleichstrom geladen wird, macht das einen zusätzlichen Wandlungsgang notwendig. Dies kann sich wiederum negativ auf den Wirkungsgrad des Speicher-Systems auswirken.
Die Variante weist jedoch den großen Vorteil auf, dass die PV-Module und der Solarstromspeicher unabhängig voneinander dimensioniert werden können. Sie ist daher dann zu empfehlen, wenn ein Speicher in eine bestehende Photovoltaikanlage ergänzt werden soll.
AC Solarstromspeicher Komplettsystem
Eigenschaften
Nachrüstung an bestehende PV-Anlage
Flexibilität bei der Anlagenauslegung
Genereller Wirkungsgrad der Anlage
Montageaufwand
DC-Speicher-Systeme
DC-Systeme laden den Solar Akku direkt aus der von den Solarmodulen produzierten Gleichspannung. Erfolgt das in dem richtigen Spannungsbereich, besitzen diese Systeme einen höheren Wirkungsgrad. Schließlich kann gegenüber den AC-Speicher eine Umwandlung eingespart werden.
Dafür muss aber darauf geachtet werden, dass die Anlagenleistung der Stromerzeugung und -speicherung optimal aufeinander abstimmt wird. Auf der Plusseite tummeln sich zudem zusätzliche Regeloptionen. DC-Speicher bieten sich immer dann an, wenn Sie eine völlig neue Photovoltaik Komplettanlage mit Speicher-Funktion planen.
DC Solarstromspeicher Komplettsystem
Eigenschaften
Nachrüstung an bestehende PV-Anlage
Flexibilität bei der Anlagenauslegung
Genereller Wirkungsgrad der Anlage
Montageaufwand
Hybrid-Speicher-Systeme
Hybrid-Systeme können sowohl Gleichstrom, wie auch Wechselstrom zur Beladung der Batteriezellen nutzen. Damit bieten sie die Möglichkeit, mehrere Energiequellen an den Stromspeicher im Haus anzuschließen.
So kann neben einer zweiten Photovoltaik-Installation auch eine kleine Windkraftanlage im Garten oder ein System mit Kraft-Wärme-Kopplung (BKHW) zum Aufladen der Solar Batterie genutzt werden.
Mit dieser Methode steigern Sie Ihre Unabhängigkeit vom öffentlichen Energiemarkt und nähern sich vollkommener Autarkie an. Sie müssen allerdings auch mit erhöhten Anschaffungskosten kalkulieren.
Hybrid Solarstromspeicher System
Eigenschaften
Nachrüstung an bestehende PV-Anlage
Flexibilität bei der Anlagenauslegung
Genereller Wirkungsgrad der Anlage
Montageaufwand
Batterietechnologien für Stromspeicher
Auf dem Solar Akku-Markt haben sich im Laufe der Jahre zwei Bauarten etabliert. Während zu Beginn in erster Linie Bleispeicher zum Einsatz kamen, dominieren inzwischen Lithium-Systeme.
Bleiakkus weisen nämlich einige Nachteile auf: Sie verfügen über vergleichsweise niedrige Wirkungsgrade, weisen mit durchschnittlich 10 Jahren eine unzureichende Lebensdauer auf und können technologiebedingt nur mit geringerer Leistung be- und entladen werden.
Lithium-Akkus halten doppelt so lange und weisen deutlich geringere Be- und Entladeverluste aus. Die Technologie ist in den vergangenen 6 Jahren um 40 % günstiger geworden und damit nun auch für Privathaushalte erschwinglich.
Um allen Anforderungen gerecht zu werden, spaltet sie sich ebenfalls in zwei Entwicklungspfade auf:
Li-NMC: Das Lithium reagiert hier mit einer Nickel-Mangan-Kobalt-Legierung.
Die Geräte sind sehr leicht und können besonders viel Energie speichern. Damit sind sie prädestiniert für mobile Anwendungen wie zum Beispiel in Handys, Laptops oder den Einsatz in der Elektromobilität. Dort kann das niedrigere Gewicht und der geringere Platzbedarf seine Vorteile sehr gut ausspielen.
Zwar eignen sich solche Akkus prinzipiell auch als Stromspeicher im Haus, doch dieser Batterietyp kann sich durch seine hohe Energiedichte bei einem Defekt selbst entzünden. Aus diesem Grund und weil der Platzbedarf und das Gewicht für eine Gebäudeanwendung nicht so stark im Vordergrund stehen, werden Heimspeicher vorrangig mit einer anderen Lithium-Technologie geliefert.
Li-FEPO4: Das verwendete Eisenphosphat sorgt für reichlich Eigengewicht bei dieser Solar Batterie.
Sie nimmt fast soviel Energie wie das Konkurrenzprodukt auf, kann sich dabei aber durch die geringere Energiedichte nicht selbst entzünden. Dazu kommt die längere Lebensdauer, womit das Eisenphosphat-Produkt die ideale Lösung für Ihre Photovoltaik Komplettanlage mit Speicher-Funktion darstellt.
Ökobilanz von Lithium-Speicher
Für viele unserer Kunden spielt der Umweltgedanke bei der Abwägung für oder gegen eine Speicheranlage eine große Rolle. Schließlich ist in der Vergangenheit schon des Öfteren darüber berichtet worden, dass der Abbau von Lithium durchaus nicht unproblematisch ist.
Auch wir haben uns mit dieser Frage beschäftigt und versucht, Antworten zu finden um das Thema für uns bewerten zu können.
Lithium Abbau
Das für die Produktion von Solarstromspeicher benötigte Lithium wird überwiegend in Südamerika gewonnen. Auch wenn Lithium nicht besonders selten ist, kommt es doch nur in geringen Konzentrationen vor. Entsprechend groß ist der für die Gewinnung des Leichtmetalls benötigter Aufwand. Am problematischsten an der Gewinnung ist der enorme Wasserbedarf. Langfristig kann dieser zu ernsthaften Problemen in den Abbauregionen sorgen.
Aber auch der hohe Aufwand an Transportenergie der notwendig wird, um die Rohstoffe zu den Produktionsstätten und natürlich auch von dort zu den Kunden zu bringen, trägt zur Verschlechterung der Ökobilanz bei.
In einer Untersuchung des Instituts für Ökologische Wirtschaftsforschung im Projekt "PV-Nutzen" wurde errechnet, dass sich der Nutzen der im Szenario zugrunde gelegten Photovoltaikanlage hinsichtlich der Einsparung von Treibhausgasen um bis zu 10 Prozent reduziert hat, wenn ein Lithium-Speicher in das System mit eingebunden wurde.
Energetische Rücklaufzeit deutlich positiv
Bedeutet das jetzt, dass ein Solarspeicher ökologisch unsinnig ist? Wird das daran gemessen wie lange ein Speicher benötigt, um die für die Produktion aufgewendete Energie wieder einzuspielen, lautet die Antwort ganz klar Nein!
Denn trotz der hohen Belastungen schafft es ein Lithium-Speicher die aufgewendete Energie innerhalb von nur 8 Monaten (Quelle: Hochschule Landshut, Energetische Amortisation nach den Ergebnissen von Prof. Dr. Karl-Heinz Pettinger) wieder zurückzugewinnen.
Bei Betriebszeiträumen zwischen 15 und 20 Jahren steht das sicherlich in einem guten Verhältnis.
Fazit
Speziell das gesamte System der Lithium-Gewinnung kann und sollte kritisiert werden. Hier werden für die Zukunft deutlich umweltfreundlicher Methoden benötigt.
Der für die Produktion und den Transport benötigte Energieeinsatz wird Untersuchungen zur Folge bereits innerhalb von 8 Monaten amortisiert. Dieser gute Wert recht fertig aus unserer Sicht den hohen Energieeinsatz.
Dabei ist zu berücksichtigen, dass Stromspeicher den entscheidenden Baustein für eine Vollversorgung mit erneuerbaren Energien darstellen. Ohne den die Energiewende nicht umsetzbar sein wird.
Solarstromspeicher richtig bemessen
Die Nutzung des Solarstroms folgt nach einem recht einfachen Prinzip. Vorrang besitzt der direkte Eigenverbrauch. Ist der momentane Strombedarf gedeckt und steht noch weiterer Solarstrom zur Verfügung, wird dieser zur Ladung der Solar Batterie genutzt. Erst wenn diese voll ist, wird der überschüssige Solarstrom gegen eine Vergütung in das öffentliche Netz eingespeist.
Die Abrechnung erfolgt wie üblich auf Jahresbasis und listet sowohl die eingespeiste, als auch angeforderte Energiemenge auf.
Solar Akku auf der Basis des aktuellen Verbrauchs bemessen
Um die benötigte Größe der Solar Batterie zu ermitteln, teilen Sie zunächst Ihren jährlichen Energiebedarf durch 365.
Nun kommt Ihre persönliche Situation ins Spiel:
Wenn Ihr Stromverbrauch überwiegend in den Tagesstunden anfällt, multiplizieren Sie den Tagesbedarf mit dem Faktor 0,33.
Solarstromspeicher werden in der Regel jedoch auf den Nachtbedarf von Familien ausgelegt, die zu den Bürozeiten außer Haus sind. Hierfür ist der Faktor 0,5 anzuwenden.
Um das Ganze in einer Beispielrechnung für einen Vier-Personen-Haushalt mit dem jährlichen Stromverbrauch von 5.500 kWh zu verdeutlichen:
5.500 kWh / 365 x 0,5 = 7,53 kWh
In diesem Falle genügt es also, wenn Ihre Anlage so ausgelegt ist, dass sie 7,5 kWh Solarstrom speichern kann.
Genauer wird es mit der Verwendung spezieller Planungssoftware
Auch wenn jeder Haushalt seinen Strom unterschiedlich nutzt. Über eine große Anzahl an vergleichbaren Profilen betrachtet, ähneln sich die Verbrauchsgewohnheiten doch wieder sehr.
Solche, sich ähnelnden Verbrauchsprofile werden Standartlastprofil genannt. Diese werden von den Netzbetreibern zur Planung der Kraftwerkskapazitäten erfasst.
Zusammen mit Ihren aktuellen Verbrauchsdaten bilden sie eine seht gute Grundlage, um mit einer entsprechenden Software eine möglichst genaue Prognose zur Bemessung der optimalen Speichergröße erstellen zu können.
Spezielle Auslegungssoftware berücksichtigen die Verbrauchsbesonderheiten und machen so die Prognose genauer.
Zukünftige Entwicklungen bei der Stromspeicher Auswahl berücksichtigen
Vergessen Sie hierbei aber bitte nicht, dass moderne Lithium-Akkus eine durchschnittliche Lebensdauer von 20 Jahren aufweisen.
Wie wird sich Ihr Strombedarf in dieser Zeit ändern? Welche technischen Innovationen werden die kommenden Jahrzehnte und auch Ihren Haushalt prägen?
Da sind in erster Linie Smart-Home-Anwendungen zu erwähnen: Das Internet der Dinge wird ab 2025 richtig durchstarten und bis zu einer Mio. Geräte pro Quadratkilometer vernetzen. Über 60 Prozent des Traffics wird vom Endverbraucher beansprucht werden. Die Einsatzmöglichkeiten sind quasi endlos und gehen natürlich mit gesteigerten Rechenkapazitäten im Haushalt einher.
Darüber hinaus wird die Energiewende Einfluss auf unser Heizverhalten ausüben: Die Kombination aus PV-Anlage und Wärmepumpe gilt als Ideallösung für umweltbewusstes Heizen. Das Pumpensystem wird dem Haushalt dann Umgebungswärme zuführen und benötigt dafür elektrische Energie. Der exakte Wert ist von den regionalen Gegebenheiten abhängig. Je nach Gebäudegröße und Energiestandard können Sie hier mit 12 bis 40 kWh/Tag kalkulieren.
Zum Thema Umweltschutz zählt freilich auch das schleichende Ende des Verbrennungsmotors im Verkehr. E-Autos werden zukünftig das Straßenbild dominieren. Sie können problemlos über den Stromspeicher im Haus aufgetankt werden, weisen aber auch einen zusätzlichen Strombedarf auf: Elektroautos verbrauchen auf 100 Kilometer zwischen 15 und 20 kWh und die Batterien der E-Autos fassen zurzeit je nach Typ 30 bis 60 kWh.
Auch der Warmwasserbedarf sollte nicht außer acht gelassen werden. Er macht etwa 20 Prozent unseres Stromverbrauchs aus. Zusätzliche Großverbraucher wie eine Poolwärmepumpe oder Sauna können diese Werte nochmals deutlich steigern.
Auch spezielle Verbraucher wie zum Beispiel Wärmepumpen oder ein Elektroauto können simuliert werden. Damit können eventuelle Veränderungen in der zukunft bei der Konzepterstellung bereits mit berücksichtigt werden.
Solarbatterie als Cloud Angebot: ja oder nein
Immer häufiger werben vor allem die großen Energieversorger mit Cloud Modellen.
In diesen Angeboten kann der überschüssige Solarstrom aus dem Sommer auf ein virtuelles „Strom-Konto“ eingespeist werden, um dann im Winter, wenn die Produktion nicht zur Deckung des eigenen Bedarfs ausreicht, wieder „abgebucht“ zu werden.
Zwei Punkte sprechen aus unserer Sicht gegen diese Modelle:
1. Sie bieten keine wirkliche Unabhängigkeit.
Der eigene Energiebedarf wird auch weiterhin überwiegend durch den Bezug aus dem öffentlichen Netz gedeckt. Die alte Abhängigkeit wird lediglich gegen eine neue getauscht.
2. Diese Angebote sind häufig teuer.
Solche Angebote sind mit hohen monatlichen Grundgebühren verbunden. Diese müssen die Anbieter zur Deckung der mit diesem Modell verbundenen Nebenkosten berechnen. In den allermeisten Fällen sorgen diese Grundgebühren dafür, dass ein Cloud-Angebot über die Jahre teurer kommt, als die Anschaffung einer gut ausgelegten Photovoltaik Komplettanlage mit Speicher-System.
Welche elektrische Leistung sollte der Stromspeicher liefern können
Nur einen ersten Anhaltspunkt geben die größten Verbraucher im Haushalt. Erfolgt die Warmwassererzeugung elektrisch, ist das in der Regel der elektronische Durchlauferhitzer. Je Gerät benötigen diese schon mal 11 kW Eingangsleistung. Ältere Geräte auch deutlich mehr. Beim elektrischen Kochen und Heizen werden mit 7-12 kW vergleichbare Werte erzielt.
Dabei ist es nicht sinnvoll, das Speichersystem an diesen Maximalwerten auszurichten. Denn anders als bei Inselanlagen, die ohne Verbindung mit einem Stromnetz betrieben werden und alle Verbrauchspitzen abdecken müssen, können Solarstromspeicher die mit einem Stromnetz verbunden sind kurze Spitzenlasten über das öffentliche Netz abdecken.
WIrd ein Stromspeichersystem netzparallel betrieben, können Spitzenlasen leicht aus dem öffentlichen Netz (über den Zähler Z1) abgedeckt werden. (Abbildung: FNN)
Im netzfernen Betrieb muss der Speicher und die angeschlossenen Erzeugungsanlagen zu jeder Zeit die benötigte elektrische Leistung abdecken können. Ansonsten wird das Inselnetz instabil und bricht zusammen. (Abbildung SMA)
Hohe Be- und Entladeleistungen lassen den Solar Akku schneller altern
Hohe Be- und Entladeleistungen kosten nicht nur mehr Geld in der Anschaffung. Auch werden die Batteriezellen durch die hohe Belastung überdurchschnittlich stark beansprucht. Durch die Begrenzung dieser Belastung lässt sich eine deutlich größere Lebensdauer erreichen.
Für Wohnhäuser haben sich Leistungsbereiche von 3 bis 5 kW als optimaler Kompromiss erwiesen.
Solarstromspeicher und Notstrom
Es mag nicht jedem auf Anhieb einleuchten. Auch bei einem Stromausfall über Tag können herkömmliche Photovoltaikanlagen keinen Strom mehr produzieren. Das liegt daran, dass herkömmliche Wechselrichter ohne Stromnetz nicht einspeisen können.
Schließlich müssen sich einzelne Netzbereiche, zum Beispiel für Wartungsarbeiten, freischalten lassen, ohne das die daran angeschlossenen PV-Anlagen weiter Strom einspeisen.
Der Standard. Keine Notstromfunktion
Dasselbe gilt für Stromspeicher. Ohne weitere technische Ausstattung sind auch Solarstromspeicher nicht in der Lage Notstrom bereitzustellen. Möchten Sie eine Notstromfunktion nutzen müssen Sie bei der Auswahl des Speichersystems gezielt auf eine entsprechende Funktion achten.
Notstrom für selektive Verbraucher
Kein vollwertiges Notstrom-System, aber eine relativ einfache Möglichkeit einzelne Verbraucher eingeschränkt mit Notstrom zu betreiben ist die Option des Anschlusses von einzelnen Verbrauchern.
Damit können wichtige Geräte wie zum Beispiel die Kühltruhe, der Router oder die Zündelektronik der Heizung bei einem Stromausfall maximal so lange weiter betrieben werden, bis das der Akku komplett entladen ist. Ein Nachladen der Batterie ist in dieser Variante nicht möglich.
Bei der Überlegung welche Verbraucher an das System angeschlossen werden können ist in jedem Fall auf die maximale Notstromleistung der Batterieanlage zu achten.
Der Vorteil von diesem System liegt darin, dass der Anschluss des Speichersystems mit einer Stichleitung erfolgen kann. Das bedeutet, es muss keine Leitung vom Speicher bis in den Zählerschrank und wieder zurück verlegt werden. Je nach Vor Ort Situation kann das den Installationsaufwand deutlich verringern.
Bei Anschluss eines Speichers im Stich, kann Notstrom nur an einzelne Verbraucher ab gegeben werden. Die Notstromversorgung steht nur solange zur Verfügung, bis das sich die Batterie komplett entladen hat. Die Batterie kann im Notstrombetrieb nicht solar nachgeladen werden. (Abbildung: E3/DC)
Ersatzstromnetz mit Solarstrom
Eine deutlich komfortablere Variante stellen Solarstrom gespeiste Ersatzstromnetze dar. Bei einem Stromausfall wird zuerst das Gebäude über eine spezielle Schaltung automatisch vom Stromnetz getrennt. Danach baut der Stromspeicher ein eigenes Inselnetz auf, in dem die PV-Anlage weiter produzieren kann.
Für diese Schaltung muss aber die Zuleitung für das gesamte Haus einmal durch den Speicher geführt werden. Sind Speicher und Zählerschrank in getrennten Räumen installiert, kann das zu einem deutlichen Mehraufwand bei der Montage führen.
Bei einer entsprechenden Solarproduktion können in einem solchen System selbst längere Stromausfälle überbrückt werden. Aber auch hier sind die maximalen elektrischen Leistungen des Systems zu beachten.
Speicher Anlagen mit Ersatzstromfunktion werden im Durchschleifbetrieb angeschlossen. Hierdurch kann die Anlage im Notstrombetrieb ein eigenes Inselnetz aufbauen und auch die Solar Batterien nachladen. (Abbildung: E3/DC)
Anforderungen einer Solarbatterie an Standort und Montage
Bis hier hin haben wir uns viel mit den technischen Details eines Solarstromspeichers beschäftigt. Sehen wir uns jetzt einmal etwas genauer die Bereiche Standort und Montage an.
Anforderungen an den Aufstellort eines Solarstromspeicher
Die Ladung im Solarstromspeicher wird von beweglichen Chemikalien aufgenommen und abgegeben. Ihre Schwingungsfrequenz steigt und sinkt mit der Raumtemperatur. Einen Effekt hiervon kennen Sie vielleicht von Ihrem Handy. Obwohl der Akku noch zu einem guten Teil geladen war, schaltet sich das Gerät zum Schutz der Batterie bei großer Kälte selber ab.
Auch für Solarstromspeicher gelten Temperaturbereiche, in denen die Geräte betrieben werden können. Die meisten Hersteller geben für ihre Produkte einen Temperaturbereich von 5 bis 30 °C an.
Idealerweise werden Solarstromspeicher in Räumen aufgebaut, in denen konstante Temperaturen von 15 bis 25 °C herrschen. Während zu niedrige Temperaturen hauptsächlich die Leistung mindern, wirkt sich eine zu hohe Umgebungstemperatur negativ auf die Lebensdauer des Speichers aus.
Aus diesem Grund empfehlen sich für die Montage des Speichersystems weder Garagen oder ungeheizte Nebengebäude, noch Dachspeicher mit hohen sommerlichen Temperaturen.
In der Regel finden sich Stromspeicher im Haus-Keller wieder, wo speziell bei älteren Häusern die relative Luftfeuchtigkeit besonders hoch sein kann. Ab 80 Prozent wird es problematisch, weil nun die Korrosion an den Anschlüssen vorangetrieben wird.
Alles zum Thema Lebensdauer von Solarstromspeicher und wie sie sich optimieren lässt können Sie in diesem Artikel nachlesen.
Bedeutung der optimalen Aufstelltemperatur
Bezogen auf eine Nenntemperatur von 20 - 25 °C verdoppelt eine Erhöhung der Temperatur um 10 Kelvin (analog °Celsius) die Alterung elektrochemischer Komponenten.
Kai-Philipp Kairies
-RWTH Aachen-
Benötigen Speicherbatterien eine Internetverbindung
Die Anlagenüberwachung mittels Online-Portal und intelligentes Lademanagement machen es notwendig, den Solarstromspeicher mit dem Internet zu verbinden.
Einige Hersteller statten ihre Produkte inzwischen mit WLAN-Schnittstellen aus. Physische Netzwerkleitungen sind der kabellosen Lösung jedoch grundsätzlich vorzuziehen, weil das Signal hierdurch erheblich konstanter und sicherer übertragen wird. Fehlerhafte Datenströme können die Solar Batterie im schlimmsten Fall sogar zerstören.
Welchen Platzbedarf hat ein Stromspeicher
Gegenüber Bleispeicher sind Lithium-System deutlich leichter und haben einen geringeren Platzbedarf. Dennoch bringen die Solarstromspeicher mit 100 kg und mehr, ein ordentliches Gewicht auf die Waage. Daher ist es notwendig, Speicher mit Schwerlastdübeln gegen Kippen/Umfallen zu sichern.
Als Platzbedarf kann mit der Fläche von 1,50 m Breite und 1,80 m Höhe gerechnet werden.
Bei Kompaktgeräten muss diese Fläche "in einem Stück" zur Verfügung stehen. Speichersysteme die aus einzelnen Komponenten zusammen gestellt werden, sind da flexibler. Die Anschlussleitungen, mit denen die einzelnen Komponenten verbunden werden, sollten aber nicht länger als einige Meter sein.
Betrieb von Solarstromspeicher
Ein weiterer Vorteil von Lithium-Speicher gegenüber Systemen mit Blei-Akku ist, dass eine Solar Batterie auf Lithium-Basis nahezu wartungsfrei betrieben werden kann.
Wer möchte, kann sie zusammen mit der PV-Anlage im 5-Jahres-Zyklus gründlich durchchecken lassen.
Monitoring und Betriebskontrolle einer Solarbatterie
Die Anlagenüberwachung (Monitoring) zählt zu den Hauptaufgaben der internen Digitaltechnik. Ihr zentraler Datenlogger gibt Auskunft über das Verhältnis von Eigenverbrauch und Netzeinspeisung, den Speicherstand der Solar Batterie sowie das einprogrammierte Energiemanagement.
Sie können die gesammelten Daten jederzeit über Ihr Smartphone aufrufen und Anpassungen am Programm vornehmen.
Solarspeicher Systeme verfügen über umfangreiche Monitoringplattformen über die jederzeit die Funktions- und Leistungsfähigkeit der Anlage angezeigt werden kann. Dies ist eine Tagesansicht aus der Desktop-Anwendung. (Abbildung: SMA)
Und hier die Ansicht des selben Zeitraums mit der Mobil-Anwendung. (Abbildung: SMA)
Gefahr von Tiefenentladung
Die Batteriezellen Ihres Solarstromspeichers benötigt immer eine Mindestspannung, damit dessen Funktionsfähigkeit nicht beeinträchtigt wird. Durch eine vollständige Entladung können sich nämlich Kupferbrücken zwischen den Zellen bilden, wodurch der Solar Akku mitunter irreparabel beschädigt werden kann.
Über das angeschlossene Datenportal können Ihnen auf diesem Wege auch Störmeldungen inklusive Fehleranalyse übermittelt werden. Ein Blick ins Handbuch verdeutlicht dann, ob Sie den Wartungsservice kontaktieren müssen.
Während des Betriebes stellt der Laderegler sicher, dass nicht mehr als 90 Prozent der Energie entnommen wird. Leider verfügt nicht jede Solar Batterie über eine gesonderte Notabschaltung, die der weiteren Entladung vorbeugt.
Tritt bei solchen Geräten ein Fehler auf und bleibt dieser über längere Zeit unbemerkt, kann es zur Tiefenentladung inklusive erheblicher Schäden am Speicher kommen.
Im Anlagenlog werden die Betriebszustände der Anlage erfasst und im Fall eines Fehlers entsprechende Warnungen per E-Mail versendet. (Abbildung: SMA)
Solarstromspeicher und das Finanzamt
Der folgende Abschnitt bezieht sich auf die umsatzsteuerlichen Aspekte, wenn Sie Solarstrom speichern und verbrauchen möchten.
Berücksichtigen Sie dabei bitte, dass wir keine Fachkräfte auf diesem Gebiet sind und uns auf allgemeine Infos beschränken. Zu Detailfragen sollten Sie daher in jedem Falle Ihren Steuerberater konsultieren.
Möglichkeit des Umsatzsteuerabzugs
Nun die positiven Nachrichten: Obwohl ein im Wohngebäude genutzter Speicher ausschließlich zur privaten Nutzung dient, wird die gesamte Photovoltaik Komplettanlage mit Speicher als unternehmerische Investition veranlagt.
Das heißt, dass Sie die im Anschaffungspreis enthaltene Umsatzsteuer vom Finanzamt zurückerhalten können. Diese Möglichkeit besteht allerdings nur dann, wenn der Speicher zusammen mit einer neuen Photovoltaikanlage installiert wird.
Im Fall einer Nachrüstung an einer bereits bestehenden Photovoltaikanlage wird der Speicher zu 100 Prozent der privaten Nutzung zugeordnet. Die Rückerstattung der gezahlten Mehrwertsteuer ist damit nicht möglich.
Umsatzsteuerliche Betrachtung des Eigenverbrauchs
Lassen Sie sich nach der Anschaffung die gesamte Umsatzsteuer erstatten, muss im Gegenzug auf den selbst genutzten Solarstrom Mehrwertsteuer nachgezahlt werden. Das ist insoweit richtig, als dieser Strom ja privat und nicht gewerblich genutzt wurde.
Die Summe bezieht sich nicht auf Ihre realen Kosten, sondern wird anhand des Marktpreises kalkuliert. Er liegt zurzeit bei knapp 30 Cent (mit 4,75 Cent Umsatzsteuer).
Weitere steuerliche Aspekte
Neben der Umsatzsteuer hat die Anschaffung einer Photovoltaik Komplettanlage mit Speicher auch Auswirkungen auf die Einkommenssteuer.
Einen guten Überblick zu diesem Themenbereich bietet die Internetseite des bayrischen Landesamts für Steuern.
Erweiterung von Solarstromspeicher
Ändert sich Ihr Strombedarf, zum Beispiel weil ein Pool mit Wärmepumpenheizung installiert wird, kann es sinnvoll sein einen vorhandenen Stromspeicher auszubauen, beziehungsweise eine bestehenden Photovoltaikanlage mit einem Speicher zu erweitern.
Erweiterung der Batteriekapazität
Ein Solar Akku verliert mit jedem Ladevorgang einen winzigen Prozentsatz seiner Gesamtkapazität. Soll der zusätzliche Akkupack nicht negativ davon beeinflusst werden, ist dieser Effekt bei der Nachrüstung zu berücksichtigen.
Einen Unterschied macht es dabei, ob es sich bei dem Speicher um ein DC- oder AC-System handelt. In jedem Fall muss vorher mit dem Hersteller geklärt werden, inwieweit eine Nachrüstung noch möglich ist und ob zusätzliche Maßnahmen wie ein Softwareupdate dazu benötigt wird.
Nicht jedes System bietet weiteren Platz um zusätzliche Batteriemodule einsetzen zu können. Ist das der Fall, muss ein zusätzlicher Batterieschrank installiert werden.
In diesem System ist noch freier Platz zur Nachrüstung von zwei zusätzlichen Batteriemodulen vorhanden. Steht kein Platz mehr zur Verfügung muss der Batterieschrank erweitert werden.
Erweiterung der Maximalleistung
Für die Erweiterung der elektrischen Maximalleistung bieten sich ebenfalls AC-Systeme an. Diese Solarstromspeicher lassen sich nämlich prinzipiell in Reihe schalten. Damit können Sie dann die Wärmepumpe, den Herd und weitere energieintensive Verbraucher parallel betreiben.
Bedenken Sie aber bitte, dass die Anlagenleistung der Photovoltaikanlage ebenfalls zur Kapazität und Leistung des Solarspeichers passen muss. Andernfalls steht in ertragsarmen Zeiten nicht genügend Solarstrom zur Beladung aller Batteriezellen zur Verfügung.
Erweiterung einer bestehen Photovoltaikanlage um einen Speicher
Im Wesentlichen ist jede Photovoltaikanlage für die Nachrüstung eines Solarspeichers geeignet.
Für bestehende Solaranlagen bieten sich vor allen AC-Systeme an. Diese beziehen den Strom für die Beladung aus dem Wechselstromkreis des Hauses und können daher komplett unabhängig von der bestehenden PV-Anlage geplant und installiert werden.
Für den Betrieb müssen spezielle Leistungsmesser hinter den Wechselrichter der PV-Anlage und den Stromzähler des Verteilnetzbetreibers installiert werden. Diese Geräte teilen dem Energiemanagement des Speichers mit, ob aktuell ein Überschuss an Solarstrom herrscht, also Strom in die Batterie geladen werden kann.
Oder ob das Haus gerade mehr Strom benötigt als von der Solaranlage produziert wird. Also Strom aus der Batterie an das Haus abgegeben werden muss.
Ist im Zählerschrank kein Platz für den Einbau der externen Leistungsmesser vorhanden, müssen diese wie in diesem Beispiel in einem zusätzlichen Gehäuse eingebaut werden.
Hybrid Geräte bilden eine interessante Alternative
Eine Alternative bilden Hybrid-Wechselrichter. Diese Geräte können besonders dann interessant sein, wenn ein Speicher zu einem späteren Zeitraum nachgerüstet werden soll.
Die Wechselrichter können wie ein regulärer Photovoltaik-Wechselrichter konfiguriert werden, halten aber einen weiteren Ausgang für den späteren Anschluss der Solarbatterie bereit. Soll diese Angeschlossen werden wird in der Regel ein Update der Gerätesoftware, sowie das Nachrüsten der entsprechenden Leistungsmesser benötigt.
Der Vorteil dieser Geräte gegenüber von AC-Speicher-Systemen liegt in den geringeren Kosten und einem besseren Wirkungsgrad da es sich dabei auch um Gleichstrom-Systeme (DC) handelt.
Förderung von Solarstromspeicher
Auch wenn es keine bundesweit gültige Förderung für die Anschaffung von Solarspeicher mehr gibt unterstützen noch immer einige Bundesländer mit eigenen Programmen die Investition in Speichertechnologie.
Die Finanzierung einer Photovoltaik Komplettanlage mit Speicher oder einzelner Elemente davon wird durch zinsgünstige Kredite unterstützt. Das betrifft auch Nachrüstungen bestehender Installationen
Erneuerbare Energien - Standard (270) (kfw.de)
Das Solarstromspeicher-Programm sieht den Zuschuss von 500 bis 1.000 Euro für Speicher die in Verbindung mit einer neuen PV-Anlage ab 5 kWp erstellt werden vor.
Solar-Speicher-Programm des Landes Rheinland-Pfalz
Der Mindestbonus von 500 Euro ist garantiert, wenn Sie eine 3 kWp-Anlage und einen dementsprechend dimensionierten Solar Akku anschaffen. Maximal sind 3.200 Euro drin.
Energie-Atlas Bayern - Bürger - 10.000-Häuser-Programm - PV-Speicher-Programm
Mit 300 Euro pro Kilowatt Kapazität bezuschusst der Stadtstaat Ihren Solarstromspeicher. Das Programm ist mit der Maximalsumme von 15.000 Euro erfreulich hoch gedeckelt.
Förderprogramm Stromspeicher Berlin - Berlin.de
PV-Anlagen von mindestens 4 kWp Leistung und Solarstromspeicher. Die Erweiterung einer bestehenden PV-Anlage wenn mindestens 4 kWp neu errichtet werden. Gefördert werden bis zu 40 Prozent der Kosten. Zusätzlich gibt es div. Boni zum Beispiel für die Integration intelligenter Ladeboxen.
Neue Förderung: Photovoltaik (PV) - Batteriespeicher
Förderstop seit dem 20.11.2020
NRW: Bis zu 200 Euro gibt es für den Solarstromspeicher, wenn er zusammen mit einer PV-Anlage erworben wird.
progres.nrw Programmbereich Markteinführung - Fördergegenstand - Stationäre elektrische Batteriespeicher in Verbindung mit einer neu zu errichtenden Photovoltaikanlage
Förderstop seit dem 23.09.2020
Die Hauptanlage (max. 1.000 Euro) und Solar Batterie (200 Euro) werden hier unterschiedlich gewertet. Ladestationen für E-Autos sind ebenfalls förderungswürdig.
Stromspeicher mit/ohne Ladestation (RL Speicher) | Sächsische AufbauBank (SAB) (sachsen.de)
Aktuell Förderstop
Sachsen-Anhalt: Wer Solarstrom speichern möchte, darf sich hier über bis zu 5.000 Euro staatliche Unterstützung freuen. Als Grundvoraussetzung gilt ebenfalls, dass zeitgleich Solarmodule erworben werden.
Photovoltaik (sachsen-anhalt.de)
Förderung kann noch bis zum 17.01.2021 beantragt werden
Schleswig-Holstein: Ihre Photovoltaik Komplettanlage mit Speicher gewährt Ihnen den Anspruch auf bis zu 1.200 Euro. Blei-Batterien sind allerdings nicht zulässig.
Dienst Einstiegsseite - Schleswig-Holstein-Service (schleswig-holstein.de)
Förderstopp bis voraussichtlich Ende Januar 2021
PV-Anlagen und Solarstromspeicher mit einer Mindestlaufzeit von 10 Jahren werden mit jeweils 1.000 Euro gefördert. Die Installation muss zur Eigenversorgung dienen.
Solar Invest - Förderung des Einsatzes von erneuerbaren Energien im Strom- und Wärmebereich - Thüringer Aufbaubank