Stromspeicher: So holst Du das Maximum aus Deiner Photovoltaikanlage

Das Wichtigste in Kürze

  • Stromspeicher machen ihrem Namen alle Ehre: Sie speichern überschüssigen Strom, den Du mit Deiner Photovoltaikanlage selbst erzeugt hast. 
  • Photovoltaikspeicher erhöhen die Versorgungssicherheit und sind Voraussetzung für einen großflächigen Ausbau der erneuerbaren Energien.
  • Die meisten Stromspeicher basieren auf Lithium-Ionen-Akkus, da diese besonders langlebig und effizient sind.
  • Ob sich ein Stromspeicher lohnt, hängt von mehreren Faktoren wie Deinem Stromverbrauch und den zukünftigen Strompreisen ab.
  • Ein Photovoltaikspeicher kann zwar die finanziellen Gewinne durch selbst erzeugten Solarstrom etwas schmälern. Viele Menschen entscheiden sich trotzdem für einen Speicher, weil sie unabhängig sein und einen Beitrag zur Energiewende leisten wollen.


Was macht ein Stromspeicher?

Stromspeicher, Batteriespeicher, Solarbatterie, Solarakku, Photovoltaikspeicher – hinter diesem Wirrwarr an Begriffen verbirgt sich ein und dasselbe: Eine innovative Technologie, die es Dir ermöglicht, Deinen selbsterzeugten Sonnenstrom für später „aufzuheben“. 

Stromspeicher sind wie ein Auffangbecken für die Energie, die Deine Photovoltaikanlage erzeugt, Du aber gerade nicht nutzen kannst – zum Beispiel, weil Du nicht zu Hause bist, oder weil die Sonne einfach ununterbrochen scheint. Sie speichern also überschüssigen Solarstrom, den Du bei Bedarf abzapfen kannst: Nachts beispielsweise, oder wenn ein paar Tage lang schlechtes Wetter ist. 

Photovoltaikspeicher erhöhen dadurch den Anteil Deines Eigenverbrauchs, sodass Du weniger Strom ins öffentliche Netz einspeist. Der Eigenverbrauchsanteil gibt Aufschluss darüber, wie viel Prozent Deines erzeugten Solarstroms Du selbst nutzt – entweder direkt oder zum Aufladen Deines Stromspeichers. 

Mit dem Eigenverbrauchsanteil steigt automatisch der Grad Deiner Autarkie, sprich Deine Unabhängigkeit vom Stromversorger. Der Autarkie­grad gibt den Anteil Deines Strom­ver­brauchs an, der durch Deine Photo­voltaikanlage – in diesem Fall mit Speiche­r – gedeckt wird. 

Achtung

Eine vollständige Autarkie mit Notstromversorgung, wie sie etwa für Krankenhäuser typisch ist, ist aufgrund der hohen Kosten für den Privatgebrauch unüblich. 

Batteriespeicher erhöhen schließlich auch die allgemeine Versorgungssicherheit. Erneuerbare Energien wie Wind und Sonne unterliegen natürlichen Schwankungen, weshalb Strom aus regenerativen Quellen nicht konstant erzeugt wird. Mithilfe von Speichern können wir allerdings Stromerzeugung und -verbrauch zeitlich entkoppeln. So schaffen Speicher die nötige Flexibilität, um auch in windstillen Nächten („Dunkelflaute“) eine sichere Versorgung mit erneuerbaren Energien zu ermöglichen.

Auf einen Blick

Mit einem Stromspeicher kannst Du deutlich mehr Deines erzeugten Solarstroms selbst verbrauchen und speist weniger ins öffentliche Netz ein. Dadurch wirst Du unabhängiger und flexibler.

Lohnt sich ein Batteriespeicher?

Mit einem Stromspeicher verringerst Du den Anteil an Strom, den Du zukaufen musst, und senkst damit in Zeiten hoher Stromkosten Deine Ausgaben. Gleichzeitig hat ein Batteriespeicher selbst einen gewissen Preis. 

Ob sich diese Investition lohnt, hängt von einigen Faktoren ab. 

Davon hängt die Wirtschaftlichkeit Deines Speichers unter anderem ab:

  • Wie wird sich der Strompreis künftig entwickeln?
  • Wie hoch ist Deine auf 20 Jahre festgelegte Einspeisevergütung?
  • Wie viel kosten Anschaffung und Installation von Speicher und Zubehör?
  • Wie hoch ist Dein Stromverbrauch und wie verteilt er sich über den Tag?
  • Wie hoch ist die Lebensdauer des Speichers?
  • Mit welchen Wartungs- und Reparaturkosten ist zu rechnen?

Faktoren Stromkosten & Einspeisevergütung

In Zeiten einer niedrigen Einspeisevergütung bei gleichzeitig hohen und voraussichtlich steigenden Stromkosten ist es wirtschaftlich sinnvoll, so viel des eigens erzeugten Solarstroms wie möglich selbst zu verbrauchen: Für eine eingespeiste Kilowattstunde (kWh) gab es etwa im zweiten Quartal 2022 weniger als sieben Cent Vergütung, während Dich der Bezug einer Kilowattstunde von den Stromversorgern über 36 Cent kostete. Vieles spricht dafür, dass die Strompreise in den nächsten Jahren weiter nach oben gehen werden. 

Das liegt unter anderem daran, dass im Zuge der Energiewende und der damit einhergehenden Elektrifizierung sämtlicher Lebensbereiche die Nachfrage nach Strom deutlich zunehmen wird. So kommt eine Studie zu dem Schluss, dass die Großhandelspreise an den Strombörsen bis 2030 um 50% steigen könnten. Diese Börsenpreise fließen mit in die Strompreise für die Endverbraucher*innen ein – auch hier ist somit ein Anstieg wahrscheinlich. Ein Speicher kann Dir helfen, an Tagen mit geringer Solarstromproduktion weniger Strom aus dem öffentlichen Netz nutzen zu müssen: Von durchschnittlich 15 – 30% Eigenverbrauch ohne Speicher kommt man mit Solarakku auch schon einmal auf 70 – 80%, abhängig von der Leistung Deiner Photovoltaikanlage. Typisch ist laut Fraunhofer ISE eine Verdopplung des Eigenverbrauchs. Dadurch sparst Du einiges an Stromkosten.

Unser Tipp

Mit dem Unabhängigkeitsrechner der HTW Berlin kannst Du herausfinden, wie hoch Eigenverbrauch und Autarkiegrad bei verschiedenen Kombinationen von Stromverbrauch, Anlagenleistung und Speicherkapazität ausfallen.

Faktor Anschaffungskosten des Batteriespeichers

Ob sich ein Speicher lohnt, hängt auch von dessen Preis ab. Wie viel ein Stromspeicher kostet, hat viel mit dessen Kapazität und Leistung zu tun. Tendenziell gilt: Je mehr Strom er speichern kann, umso höher der Preis. Die benötigte Kapazität hängt wiederum davon ab, wie hoch Dein Stromverbrauch ist und welchen Eigenverbrauchsanteil Du anstrebst. Mehr dazu erfährst Du in den Abschnitten „Wie groß sollte mein Stromspeicher sein?“ und „Was kostet ein Photovoltaikspeicher?“.

Die Kosten des Speichers beeinflussen die gesamten Stromentstehungskosten Deiner Solarlösung. Laut einer aktuellen Studie des Fraunhofer ISE zahlst Du je nach Größe Deiner Anlage und Deines Speichers etwa 6 bis 20 Cent pro erzeugte Kilowattstunde. Damit sparst Du im Vergleich zu den regulären Stromkosten bis zu 30 Cent Ersparnis pro Kilowattstunde. Das summiert sich im Laufe der Jahre gewaltig.

Faktor Stromverbrauch im Haushalt

Es ist nicht nur ausschlaggebend, wie viel Strom Du verbrauchst, sondern auch, wann.

Bist Du regelmäßig tagsüber zu Hause und erledigst stromfressende Tätigkeiten wie das Kochen auf dem Elektroherd oder das Wäschewaschen und Trocknen in der Tagesmitte, wenn die Sonne am höchsten steht? Dann bist Du schon auf einem guten Weg, das Maximum aus Deiner PV-Anlage herauszuholen.

Oder gehörst Du zu der Fraktion, die tagsüber außer Haus ist und bei der die energieintensiven Aktivitäten entsprechend auf die Morgen- und Abendstunden entfallen – Fernsehen, Baden oder Duschen mithilfe von elektrischer Warmwasseraufbereitung, …? Dann spiegelt die nebenstehende Grafik Dein Verbrauchsverhalten wider. Wie Du siehst, bewegst Du Dich viel im roten Bereich. Kühlschrank & Co. sorgen zwar für einen gewissen Grundverbrauch, dennoch ist die zeitliche Überschneidung zwischen Stromerzeugung- und verbrauch gering (grün). 

In diesem Fall kann ein Speicher sinnvoll sein, um die Phase der maximalen Produktivität Deiner Photovoltaikanlage optimal ausnutzen zu können und so Stromkosten zu sparen. In den Mittagsstunden könntest Du überschüssigen Strom (gelb) speichern und dann zu einem späteren Zeitpunkt nutzen.

Bist Du tagsüber auf der Arbeit? Dann fällt der Großteil Deines Stromverbrauchs auf die Morgen- und Abendstunden (rot). Die produktivste Phase Deiner Photovoltaikanlage ist jedoch dazwischen (gelb), wenn Du nicht da bist. Stromerzeugung und -verbrauch überschneiden sich zu dieser Tageszeit kaum (grün). Mit einem Stromspeicher bist Du flexibel und nutzt den mittags erzeugten Strom, wann Du willst. 

Faktoren Lebensdauer & Wartung

Natürlich hängt die Rentabilität eines Stromspeichers auch davon ab, wie lang dessen Lebensdauer ist. Wichtig: Hierbei ist nicht gemeint, wann der Speicher voraussichtlich seinen Dienst versagt, sondern wann man mit gewissen Kapazitätsverlusten rechnen kann. Je nach Typ weisen Speicher in der Regel nach 10 bis 15 Jahren noch 80% ihrer ursprünglichen Kapazität auf, manche sogar 20 Jahre nach Inbetriebnahme. Mehr zum Thema Lebensdauer erfährst Du in diesem Abschnitt.

Wichtig ist, dass der Akku nicht überladen oder zu stark entladen wird, da sich die Lebensdauer Deines Stromspeichers ansonsten unnötig verkürzen kann. Darum kümmert sich ein integriertes Batteriemanagementsystem.

Welchen Wartungs- und Reparaturbedarf ein Photovoltaikspeicher im Laufe seines Lebens hat, lässt sich vorab natürlich nur schwer sagen. Bei den hochwertigen Speichern, die wir bei EIGENSONNE verbauen, gibt der Hersteller BYD eine Garantie über 10 Jahre. Für den Fall, dass der Batteriespeicher in dieser Zeit wider Erwarten nicht mehr ordnungsgemäß funktioniert, ist man also abgesichert.

Fazit

Insgesamt ist es nicht leicht, die Wirtschaftlichkeit eines Photovoltaikspeichers vorherzusagen, da diese von mehreren Faktoren abhängt. Zwar haben die Kosten für Stromspeicher in der Vergangenheit stark abgenommen, was sich positiv auf die Wirtschaftlichkeit auswirkte. Aufgrund von Lieferengpässen und einer rasant wachsenden Nachfrage nach Batterien sind die Preise für einige Rohstoffe allerdings zuletzt wieder gestiegen. Studien kamen bislang teils zu dem Schluss, dass ein Speicher die Rentabilität einer Photovoltaikanlage leicht mindert. Eine positive Rendite bleibt dennoch möglich: Die Expert*innen des Fraunhofer Institut ISE berechnen, dass Du mit einer PV-Anlage mit Speicher im Vergleich zu den regulären Stromkosten bis zu 30 Cent pro Kilowattstunde sparst. Das summiert sich im Laufe der Lebenszeit Deiner Anlage auf eine Menge Geld.

Maximale Wirtschaftlichkeit ist für viele Käufer*innen jedoch nicht das Ziel. Wichtig sind ihnen stattdessen die höhere Unabhängigkeit vom Stromversorger, die Möglichkeit, mehr vom eigenen Solarstrom zu verbrauchen, und die Chance, einen persönlicher Beitrag zur Energiewende zu leisten. Denn mit Stromspeichern wird das öffentliche Netz in der produktiven Mittagszeit vor einer Überlastung durch Solarstrom geschützt. Photovoltaikspeicher machen damit laut Fraunhofer Institut ISE einen höheren Zubau von Photovoltaik erst möglich. 

Auch aus diesen Gründen haben sich in den letzten Jahren immer mehr Menschen für einen eigenen Stromspeicher entschieden, wie die untenstehende Grafik vom Bundesverband Solarwirtschaft eindrucksvoll zeigt.

Stromspeicher Zubau Deutschland
Die Anzahl der verbauten Heimspeicher in Deutschland geht seit Jahren nach oben und stieg zuletzt immer schneller an. Quelle: BSW Solar.

Auf einen Blick

Stromspeicher können die Rendite Deiner Photovoltaikanlage etwas schmälern, überzeugen aber durch ein Plus an Unabhängigkeit und ihren Beitrag zur Energiewende.

Welche Arten von Batteriespeichern gibt es?

Blei-Akkumulatoren

Als die ersten Stromspeicher für Solarsysteme auf den Markt kamen, waren dies fast ausschließlich Blei-Akkumulatoren. Klassisch dominierten dabei sogenannte Blei-Säure-Stromspeicher. Dabei kommt Schwefelsäure als Elektrolyt zwischen zwei Elektroden aus Blei zum Einsatz. Ein Elektrolyt ist ein Stoff, der in wässriger Lösung Strom leiten kann. 

Da bei den säurebasierten Bleiakkus Rückstände in Form von Bleisulfat entstehen, die nach und nach die Leistung des Speichers verringern, wurden Alternativen erforscht. Es verbreiteten sich Blei-Gel-Akkus, die Rückstände verhindern und sich durch eine erhöhte Sicherheit auszeichnen. Bei dieser Technologie wird die Schwefelsäure mit einem Kieselsäuregel gebunden. 

Lithium-Ionen-Akkumulatoren

Inzwischen haben sich Lithium-Ionen-Akkus als Photovoltaikspeicher durchgesetzt. Grund für den Erfolg dieser Speichertechnologie sind einige Vorteile:

  • höhere Nutzkapazität
  • besserer Wirkungsgrad
  • längere Lebensdauer

Beim Kauf eines Speichers ist unter anderem dessen Kapazität ausschlaggebend. Wichtig ist die Unterscheidung zwischen Nennkapazität und nutzbarer Kapazität: 

  • Die Nennkapazität (brutto) ist die Menge an elektrischer Ladung, die ein Akku laut Herstellerangaben speichern kann. 
  • Dagegen gibt die Nutzkapazität (netto) an, wie viel der Nennkapazität Du im Betrieb tatsächlich nutzen kannst beziehungsweise solltest. 

Denn: Stromspeicher können nicht komplett entladen werden, ohne dass sie dauerhaft Schaden nehmen. 

Hersteller geben deshalb typischerweise eine Empfehlung dazu, wie viel Prozent der Speicherkapazität maximal entnommen werden sollte. Diese Kennzahl heißt Entladungsgrad oder Entladetiefe, Englisch „Depth of Discharge“ (DoD). 

Bei Blei-Akkus liegt die Entladetiefe bei gerade einmal 50%, Du kannst de facto also nur die Hälfte der Nennkapazität nutzen. Lithium-Ionen-Akkus haben dagegen einen beeindruckenden Entladungsgrad von bis zu 90%. Das heißt, die Speicherkapazität kann dauerhaft fast vollständig genutzt werden, ohne dass der Akku schaden nimmt.

Lithium-Ionen-Akkus überzeugen außerdem durch einen besonders hohen Wirkungsgrad. Wie bei Deiner Photovoltaikanlage kommt es beim Stromspeicher zu gewissen Verlusten, die etwa durch die Umwandlung des Stroms im Wechselrichter entstehen. Lithiumbasierte Speicher haben einen Wirkungsgrad von bis zu 98% und liegen damit deutlich über dem von Blei-Akkus (ca. 70 – 80%).

Schließlich ist die Lebensdauer des Speichers ein weiteres wichtiges Kriterium beim Kauf. Akkus altern sowohl durch die Benutzung, als auch unabhängig davon aufgrund der enthaltenen chemischen Stoffe. Die von der Nutzung unabhängige Lebensdauer eines Akkus wird kalendarische Lebensdauer genannt. 

Lithium-Ionen-Akkus, die nicht genutzt werden, altern nur sehr langsam und haben damit eine hohe kalendarische Lebensdauer. Aus dem Grund ist die Degradierung durch die Nutzung der entscheidende Faktor dafür, wie lang Du Deinen Akku tatsächlich nutzen kannst. Die Lebensdauer eines Lithium-Ionen-Akkus wird deshalb typischerweise in Zyklen angegeben. Ein Zyklus entspricht einer vollständige Ladung und Entladung des Akkus. 

Unser Tipp

Die vom Hersteller angegebene Zyklenlebensdauer entspricht der Anzahl an Zyklen, die ein Stromspeicher durchlaufen kann, bis er ca. ein Fünftel seiner ursprünglichen Nennkapazität verloren hat. Entsprechend kannst Du den Akku häufig auch danach problemlos weiter nutzen. 

Die Lebensdauer von Lithium-Ionen-Akkus ist mit 5.000 – 10.000 Zyklen häufig mehr als doppelt so hoch wie die von Blei-Speichern. Manche Lithium-Ionen-Akkus könnten damit 20 Jahre lang gute Dienste leisten. Weil die Technologie aber noch recht jung ist, fehlen hier Erfahrungswerte.

Lithium-Ionen-Batterien werden übrigens in vielen weiteren Bereichen genutzt und unter anderem auch in Elektroautos eingesetzt. Im Kommen sind daher Lösungen, bei denen der Akku des eigenen E-Autos als Stromspeicher benutzt wird („bidirektionales Laden“). Bis dieser Ansatz massentauglich ist, dürfte jedoch noch einige Zeit vergehen.

Auf einen Blick

Der gängigste Speichertyp sind Lithium-Ionen-Akkumulatoren, welche sich durch eine hohe Kapazität, einen guten Wirkungsgrad und eine lange Lebensdauer auszeichnen.

Wie funktioniert ein Batteriespeicher?

Die Akkumulatoren eines Stromspeichers wandeln die mithilfe des Sonnenlichts gewonnene elektrische Energie in chemische Energie um und speichern diese. Bei der Entladung wird die chemische dann zu elektrischer Energie zurückverwandelt. 

Die grundlegenden Abläufe sind in jeder Batterie gleich. Es gibt zwei Pole: Ein negativer geladener Minuspol mit Elektronenüberschuss und ein positiv geladener Pluspol mit Elektronenmangel. Verbindet man die beiden Pole, entsteht eine elektrische Spannung: Die Natur versucht, die Konzentrationsunterschiede der beiden Pole auszugleichen. In der Folge wandern Elektronen vom Minuspol zum Pluspol. Dieser Stromfluss kann von einem Verbraucher, wie zum Beispiel einer LED-Leuchte, abgezapft werden.

Du willst noch mehr Details? So funktioniert ein Lithium-Ionen-Akku:

Im Innern eines Lithium-Ionen-Akkus befinden sich wie bei allen Batterien zwei Elektroden: Eine Kathode, die Elektronen abgibt, und eine Anode, die Elektronen aufnimmt. Sie bestehen aus Materialien mit hoher elektrischer Leitfähigkeit, sogenannten Leitern. Bei der Anode sind dies oft Graphit oder verwandte Kohlenstoffe, in welche Lithium-Ionen eingelagert sind. Die Kathode besteht meist aus Lithiumverbindungen mit Kobalt, Nickel, Mangan und/oder Eisen. 

So funktioniert ein Lithium-Ionen-Akku: Der Sonnenstrom schickt Elektronen von der Kathode zur Anode. Dort angekommen, ziehen die negativen Teilchen die in der Kathode enthaltenen positiven Lithium-Ionen an, die sich dadurch ebenfalls am Pluspol sammeln – die Batterie ist geladen. Beim Entladen dreht sich der Ablauf um und die Teilchen fließen zurück zur Kathode: Die Elektronen außen, die Ionen im Innern der Batterie. Quelle: Denios.

Beide Elektroden sind von einem Elektrolyten, einer leitenden Flüssigkeit, umgeben. Diese besteht häufig aus Lithiumsalzen, gelöst in wasserfreien Lösungsmitteln. Der Elektrolyt ist von einem Separator unterbrochen, eine Art Trennwand, welche nur Ionen passieren lässt. Diese beugt Kurzschlüssen vor.

Schließt Du nun den Stromspeicher an Deine Photovoltaikanlage an, um den Ladevorgang zu starten, wandern die Elektronen über einen äußeren Stromkreis von der Kathode zu Anode. Es entsteht also ein Überschuss von negativ geladenen Elektronen an der Anode.

Dadurch lösen sich positiv geladene Lithium-Ionen aus der Kathode und wandern ebenfalls zur Anode. Anders als bei den Elektronen passiert dies im Innern des Elektrolyts, durch den Separator hindurch. Dort angekommen, verbinden sich die Ionen mit dem Graphit. Es entsteht eine „Potenzialdifferenz“ zwischen den beiden Elektroden, denn auf der einen Seite gibt es nun viel mehr positive Ionen als auf der anderen: Die Batterie ist geladen

Beim Entladen läuft der Prozess umgekehrt ab: Die Lithium-Ionen lösen sich aus dem Graphitgitter und wandern aufgrund der Potentialdifferenz zurück zur Kathode. Dadurch fließen auch die Elektronen im äußeren Stromkreis wieder zurück zur Kathode. Diesen Stromfluss kannst Du nutzen, um Deine Geräte zu betreiben.

Auf einen Blick

Batteriespeicher bestehen aus zwei Polen und einer leitenden Flüssigkeit dazwischen. Im Betrieb wandern Elektronen vom Minus- zum Pluspol und können dabei von Verbrauchern abgezapft werden.

Arten von Speichersystemen: AC- oder DC-Stromspeicher?

Solarpanele erzeugen stets Gleichstrom und in dieser Form wird der Strom auch gespeichert. Zu Hause aus der Steckdose kommt allerdings ausschließlich Wechselstrom. Das bedeutet: Irgendwo auf dem Weg von Deiner Solaranlage über den Speicher bis hin zur Steckdose muss der Strom umgewandelt werden. Zuständig dafür sind Wechselrichter. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Wechselrichter, PV-Anlage und Batteriespeicher zu verbinden:

AC-Speichersystem

AC steht für Alternating Current“, Englisch für Wechselstrom. Bei dieser Variante wird der Solarspeicher nicht direkt mit der Photovoltaikanlage verbunden, sondern schlicht an das Wechselstrom-Hausnetz angeschlossen. Da die Energie nur in Form von Gleichstrom gespeichert werden kann, braucht es dazu einen zwischengeschalteten Batterie-Wechselrichter, der den Strom umwandelt. 

Mit dieser Art von Speichersystem kann man Bestandsanlagen einfach erweitern, sie eignen sich daher sehr für eine Nachrüstung

Der Nachteil: Der Strom wird bei AC-gekoppelten Systemen dreimal umgewandelt: Der Wechselrichter Deiner PV-Anlage wandelt den erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom um, damit er in Dein Hausnetz eingespeist werden kann. Der Batterie-Wechselrichter verwandelt ihn zwecks Speicherung dann zurück in Gleichstrom und beim Entladen wieder in Wechselstrom. Dadurch kann es vermehrt zu Wandlungsverlusten kommen.

DC-Speichersystem

DC ist kurz für „Direct Current“, Englisch für Gleichstrom. DC-gekoppelte Speicher werden zwischen Solarpanele und PV-Wechselrichter angeschlossen, also in einem Bereich, in dem Gleichstrom herrscht. Das hat den Vorteil, dass der Strom bis zur Steckdose nur einmal in Wechselstrom umgewandelt werden muss. Ein einziger Wechselrichter übernimmt also zeitgleich die Aufgabe von Solar- und Batterie-Wechselrichter, weshalb man auch von Hybrid-Wechselrichter spricht.

In der Theorie ist dadurch der Wirkungsgrad höher als bei AC-Systemen, weil die Wandlungsverluste niedriger sind. In der Praxis muss das aber nicht so sein, denn die Wechselrichterleistung hängt auch von der Leistung der PV-Anlage ab. Es gibt zum Beispiel DC-Systeme, die nur bei Solaranlagen mit hoher Leistung die optimale Wirkung erzielen und bei kleineren Anlagen entsprechend schlechter abschneiden. 

Es gibt also verschiedene Wege, Deinen Sonnenstrom zu speichern, jeder mit gewissen Vor- und Nachteilen. Wir bei EIGENSONNE beraten Dich gerne dazu, welches Speichersystem für Dich und Deine PV-Anlage am meisten Sinn macht.

Auf einen Blick

Man unterscheidet zwischen AC- und DC-Speichersystemen. Bei AC-Systemen wird der Speicher mit dem Hausnetz (Wechselstrom) verbunden; sie eignen sich besonders für Nachrüstungen. Bei DC-Systemen wird der Speicher zwischen PV-Anlage und Wechselrichter angeschlossen (Gleichstrom); der Vorteil sind weniger Wandlungsverluste.

Wie groß sollte mein Stromspeicher sein?

Um das Maximum aus Deiner Photovoltaikanlage rauszuholen, sollte Dein Stromspeicher richtig dimensioniert sein. Das heißt, dass sowohl die Kapazität, als auch die Lade- und Entladeleistung auf Deinen Verbrauch und die Leistung Deiner Photovoltaikanlage abgestimmt sein sollten. 

Diese Einheiten solltest Du kennen

  • Die Kapazität eines Speichers wird in Kilowattstunden (kWh) angegeben und besagt, wie viel Energie dieser insgesamt speichern kann. 
    • Die Nennkapazität gibt die gesamte Kapazität des Speichers an.
    • Die tatsächlich nutzbare Kapazität ist meist niedriger und kann über die vom Hersteller angegebene Entladetiefe ermittelt werden. 

  • Die Leistung eines Speichers wird in Kilowatt (kW) angegeben. 
    • Die Ladeleistung gibt an, wie schnell die Batterie aufgeladen werden kann.
    • Die Entladeleistung gibt an, wie viel Kilowatt an gespeichertem Strom Du zur selben Zeit nutzen kannst. 

  • Die Leistung einer Photovoltaikanlage in Kilowatt Peak (kWp) gibt an, wie viel Energie diese auf einmal bereitstellen kann.
    • Diese sogenannte Nennleistung wird genutzt, um die Leistung verschiedener Anlagen vergleichen zu können. Die Einheit Kilowatt Peak ist ein Vielfaches der Einheit Watt Peak (Wp), welche die Hersteller von Solarpanelen zur Bezifferung der Modulleistung nutzen. Die Peak-Leistung steht für die maximal erreichbare Leistung unter standardisierten Testbedingungen.
    • Die tatsächlich erreichte Leistung ist in der Regel geringer.

Faustregeln

So berechnest Du die passende Speichergröße, wenn Du vor allem morgens und abends Strom verbrauchst:

Faustregel zur Bestimmung der geeigneten Speicherkapazität auf Basis des Stromverbrauchs im Haushalt (tagsüber meist außer Haus):

Jahresverbrauch Deines Haushalts in Kilowattstunden ÷ 365 Tage ÷ 2

Beispiel: Für einen jährlichen Verbrauch von 3.650kWh wäre eine angemessene Speichergröße 5kWh.

Eine andere Faustregel für die Kapazität stellt auf die Leistung Deiner PV-Anlage ab, die in der Regel ebenfalls auf Basis Deines Stromverbrauchs festgelegt wird:

Faustregel zur Bestimmung der geeigneten Speicherkapazität auf Basis der Nennleistung der Photovoltaikanlage:

1Kilowattstunde Speicherkapazität pro Kilowatt Peak Nennleistung Deiner PV-Anlage.

Beispiel: Hat Deine Photovoltaikanlage eine Nennleistung von 7kWp, sollte Dein Speicher eine Kapazität von 7kWh haben.

Diese zweite Faustregel eignet sich laut Solar-Experte und Professor Volker Quaschning besonders gut dazu, hohe Autarkiegrade zu erreichen. Je nach gewünschtem Autarkiegrad kann man leicht variieren. Grundsätzlich sollte sich die Speicherkapazität jedoch im Rahmen von 0,9 bis 1,6kWh pro Kilowatt Peak PV-Leistung bewegen.

Typisch für Einfamilienhäuser sind Kapazitäten zwischen 5 und 15kWh.

E-Auto beim Laden
Beim Laden großer Verbraucher wie E-Autos ist die Leistung des Speichers entscheidend. Foto: Pixabay User stux.

Neben der Kapazität sind Lade- und Entladeleistung wichtige Kennzahlen eines Batteriespeichers. Die Leistung wird in Kilowatt (kW) angegeben und bestimmt, wie schnell der Speicher sich auflädt beziehungsweise wie schnell Du Geräte mit der gespeicherten Energie laden kannst. Eine hohe Entladeleistung ist zum Beispiel wichtig, wenn Du große Verbraucher wie etwa ein E-Auto mit dem Speicherstrom versorgen willst. Die Speicherleistung korreliert in der Regel mit der Kapazität des Akkus; kleinere Batterien weisen normalerweise eine geringere Leistung auf.

Als Faustregel kannst Du Dir merken: Eine Leistung im passendem Verhältnis zur Kapazität – also 1:1 – ist marktüblich, zum Beispiel 5kWh Kapazität bei 5kW Leistung.

Ist die Leistung im Verhältnis höher, ist das ein Bonus; ist sie relativ gesehen niedriger, kann das nachteilig sein.

Schließlich hängt die benötigte Speichergröße auch davon ab, welchen Eigenverbrauchsanteil und Autarkiegrad du anstrebst. Je mehr Sonnenstrom Du selbst verbrauchen willst, anstatt ihn ins Netz einzuspeisen, und je unabhängiger Du von den großen Stromversorgern werden möchtest, umso größer sollte Dein Photovoltaikspeicher ausfallen.

All diese Informationen erleichtern es Dir, eine erste Einschätzung bezüglich der benötigten Speichergröße vorzunehmen. Dennoch empfehlen wir Dir eine Beratung durch unsere Expert*innen, denn die richtige Dimensionierung des Speichers ist entscheidend für die Effizienz und Wirtschaftlichkeit Deiner Photovoltaikanlage.

Bei EIGENSONNE kommt von der Beratung über die Planung Deiner PV-Anlage mit Speicher bis hin zur Installation und Inbetriebnahme alles aus einer Hand.

Auf einen Blick

Die richtige Größe ist entscheidend dafür, ob sich die Investition in einen Stromspeicher lohnt. Kapazität und Ladeleistung des Speichers sollten auf Deinen Stromverbrauch und die Leistung Deiner Photovoltaikanlage abgestimmt sein. EIGENSONNE hilft Dir dabei, Deinen Speicher richtig zu dimensionieren.

Was kostet ein Photovoltaikspeicher?

Die Anschaffungskosten für Heimspeicher – wie auch die von Solarpanelen – sind in der Vergangenheit deutlich gesunken. Aufgrund der aktuell hohen Nachfrage und Lieferengpässen bei einigen Rohstoffen und Bestandteilen ist der Preisverfall allerdings vorerst zu einem Ende gekommen. Mittel- und langfristig werden die Preise aber weiter sinken. Nicht zuletzt, weil sich derzeit weltweit viele neue Produktionsstätten für Lithium-Ionen-Batterien in Planung und Bau befinden.

Laut Verbraucherzentrale liegen die Anschaffungspreise für einen Photovoltaikspeicher einschließlich Umsatzsteuer und Installation aktuell zwischen 850 und 1.300€ pro kWh Speicherkapazität.

Stromentstehungskosten

Neben den Kosten pro kWh Speicherkapazität ist häufig von Interesse, wie hoch die Stromentstehungskosten einer Photovoltaikanlage mit Speicher ausfallen. Wissenschaftler*innen berechnen diesen Wert auf Grundlage der durchschnittlichen Anschaffungs- und Betriebskosten von PV-Anlagen und deren Komponenten unter Berücksichtigung der voraussichtlichen Lebensdauer.

Laut einer aktuellen Studie des Fraunhofer ISE zahlst Du je nach Größe Deiner Anlage und Deines Speichers etwa 6 bis 20 Cent pro erzeugte Kilowattstunde. Damit sparst Du im Vergleich zu den regulären Stromkosten ordentlich Geld: Über 30 Cent Ersparnis pro Kilowattstunde sind drin!

Ein Speicher der Marke BYD
Moderne Stromspeicher sind nicht größer als ein Kühlschrank und modulartig aufgebaut. Sie können leicht auf die benötigte Größe gebracht und bei Bedarf nachgerüstet werden. Foto: BYD

Wir bei EIGENSONNE arbeiten aufgrund des Preis-Leistungs-Verhältnisses und der hervorragenden Qualität vorzugsweise mit Herstellern wie BYD, dessen Speicher bei Produkttests wie jenem der HTW Berlin regelmäßig zu den Gewinnern gehören.

Auf einen Blick

Photovoltaikspeicher einschließlich Umsatzsteuer und Installation kosten derzeit zwischen 850 und 1.300€ pro Kilowattstunde Speicherkapazität. Mit einem Stromspeicher sparst Du bist zu 30 Cent pro Kilowattstunde bezogen auf den regulären Strompreis.

Förderung von Stromspeichern

Um die Erzeugung erneuerbarer Energien auch für Privatpersonen attraktiver zu machen, gibt es seit geraumer Zeit staatliche Förderungen für entsprechende Investitionen. Für Batteriespeicher sind insbesondere Kredite von der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) sowie landesspezifische Förderprogramme relevant.

  • KfW-Förderung: Die KfW fördert mit dem Kredit „Erneuerbare Energien – Standard (270)“ neben Photovoltaikanlagen auch Batteriespeicher. Diesen Kredit gibt es ab 2,08 % effektivem Jahreszins. Bei einer Mindestlaufzeit von  zwei Jahren werden hiermit bis zu 100% der Investitionskosten gedeckt.
  • Länderspezifische Förderung: Die Förderdatenbank des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz gibt einen guten Überblick, welche regionalen Zuschüsse es für Speichertechnologien gibt. Dort kannst Du nach dem Stichwort „Stromspeicher“ suchen und anschließend nach Deinem Bundesland filtern. Am besten wählst Du dafür unter „Förderberechtigte“ direkt die Option „Privatperson“.

Die Förderprogramme werden laufend an aktuelle Gegebenheiten angepasst, also lohnt es sich, sich regelmäßig über eventuelle Neuerungen zu informieren. So sind derzeit einige Programme aufgrund der Pandemiesituation sowie der hohen Nachfrage pausiert. Generell ist es wichtig, die Förderung rechtzeitig vor der Bestellung des Batteriespeichers zu beantragen.

Auf einen Blick

Neben Angeboten der Förderbank KfW gibt es regionale Förderprogramme auf Ebene der Bundesländer, Kommunen und Städte. Es ist wichtig, sich rechtzeitig zu informieren und die Förderung vor der Bestellung des Speichers zu beantragen.

Wie werden Batteriespeicher installiert?

Die Installation Deines Stromspeichers übernimmt am besten der Solarteur Deines Vertrauens. Weil Batteriespeicher temperaturempfindlich sind, empfiehlt sich als Standort ein Raum, in dem dauerhaft relativ konstante und gemäßigte Temperaturen herrschen. Akzeptabel sind 5 bis 30 Grad Celsius, ideal ist allerdings eine Temperaturspanne von 15 – 25 Grad. Häufig sind Keller oder Hauswirtschaftsraum dafür die beste Wahl.

Je nach dem gewählten Speichersystem wird der Photovoltaikspeicher dann entweder mit dem Wechselrichter der PV-Anlage verknüpft (DC-Speicher) oder mithilfe eines separaten Wechselrichters direkt an das Hausnetz angeschlossen (AC-Speicher). Dafür braucht es normalerweise nur drei Kabel

  1. Durch das erste Kabel, die sogenannte Messschleife, erfährt das Speichersystem, wie viel Strom gerade erzeugt wird. Auf dieser Basis entscheidet es, ob der Akku aufgeladen oder stattdessen lieber Verbraucher mit dem zusätzlichen Strom versorgt werden sollten.
  2. Das zweite Kabel verbindet den Zweirichtungszähler mit dem Speichersystem. 
  3. Das dritte Kabel leitet den Strom vom Speicher ins Haus

Was sollte man im Betrieb beachten? 

Ist Dein Lithium-Batteriespeicher erst einmal installiert, kannst Du Dich zurücklehnen: Die Geräte haben kaum Wartungsbedarf und arbeiten vollautomatisch. Das integrierte Batteriemanagementsystem schützt Deinen Akku unter anderem vor Überladung sowie zu starker Entladung; zudem überwacht es die Temperatur. Routinemäßig solltest Du Dein Speichersystem alle drei bis fünf Jahre überprüfen lassen. 

Auf einen Blick

Wir empfehlen, Deinen Stromspeicher von einem erfahrenen Solarteur anschließen zu lassen. Der ideale Standort ist trocken und mäßig temperiert wie ein Keller oder Hauswirtschaftsraum. Ist der Speicher einmal installiert, arbeitet er vollautomatisch.

Wie werden Batteriespeicher entsorgt?

Partikel einer gebrauchten Lithium-Ionen-Batterie
Partikel aus einer gebrauchten Lithium-Ionen-Batterie: In Forschungsprojekten wird das Recycling solcher Akkus perfektioniert. Foto: David Baillot/UC San Diego Jacobs School of Engineering.

Irgendwann ist es soweit und das Lebensende Deines Stromspeichers ist erreicht. Die gesetzlichen Regelungen machen es Dir leicht: Laut Batteriegesetz sind die Hersteller dazu verpflichtet, Batteriespeicher kostenfrei zurückzunehmen und diese zu recyceln. Du zahlst dafür also nichts.

Das Recycling von Lithium-Ionen-Akkus ist nicht nur aus Gründen der Nachhaltigkeit wichtig. Auch, um angesichts hoher Nachfrage und kritischer Verfügbarkeit seltener Erden Rohstoffengpässen vorzubeugen, ist eine Wiederverwertung der Batterien essentiell. Das Batterie-Recycling ist damit auch Voraussetzung für eine erfolgreiche Energie- und Verkehrswende.

Viele Forschungsinstitute arbeiten derzeit daran, die Recyclingverfahren für Batterien zu optimieren. Das Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI hat kürzlich in eine Studie untersucht, welche Chancen das Recycling von Lithium-Ionen-Akkus für die europäische Wirtschaft bietet.

Fazit: Stromspeicher – Ja oder Nein?

Wenn Du mehr von Deinem eigenen Solarstrom selbst verbrauchen und einen Beitrag zur Energiewende leisten möchtest, ist ein Photovoltaikspeicher definitiv das Richtige für Dich. Du sparst Stromkosten und wirst noch unabhängiger von fossilen Rohstoffen und Energieversorgern.


Du interessierst Dich für eine Photovoltaikanlage und hast noch Fragen? Mit ein paar Klicks erstellen wir Dir kostenlos ein unverbindliches Angebot für eine Photovoltaikanlage mit und ohne Speicher und beraten Dich auf dem Weg zu Deiner idealen Solarlösung.

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