Solarspeicher

Was ist ein Solarspeicher eigentlich?

Wenn du deinen selbst erzeugten Solarstrom rund um die Uhr nutzen willst, kommst du um ein passendes Speichermedium für Solarenergie kaum herum. Ohne Solarspeicher würde ein guter Teil deiner erzeugten Energie wahrscheinlich ungenutzt bleiben.

Deshalb kann Stromüberschuss aus Photovoltaik-Anlagen zum späteren Verbrauch zwischengespeichert werden. Sozusagen in großen Batterien. Längst sind solche Heimspeicher nicht mehr zwingend die extrem schweren Bleikoffer wie früher. Heute bestehen Solarspeicher in der Regel aus kompakten Lithium-Ionen-Akkupacks. Sie ermöglichen wesentlich mehr Speicherkapazitäten bei überschaubarem Platzbedarf.

Der Grund für die hohe Speicherkapazität von Lithium-Ionen-Akkus ist ihre hohe Energiedichte. Darum wird diese Technologie bevorzugt auch in E-Autos oder Smartphones angewendet. Für den PV-Stromspeicher zu Hause ist darüber hinaus die Wartungsfreiheit von Li-Ion-Technik ein großer Vorteil.

Als Komponente deiner PV-Anlage soll der Solarspeicher Strom aber nicht nur speichern, sondern auch kontrolliert abgeben können. Einige wichtige Funktionen sorgen dafür, dass das funktioniert. Das Batterie-Management-System (BMS) der Akkus sorgt für deren optimale Be- und Entladung. Das Energie-Management-System (EMS) regelt die gleichmäßige Stromentnahme. Auf integrierten Displays der Speicher können Akkuzustand und Ladestand jederzeit abgelesen werden.

Beim sogenannten AC-gekoppelten Solarspeicher wandelt zudem ein Batterie-Wechselrichter die Stromspannung um. Alle PV-Module auf dem Dach erzeugen nämlich Gleichstrom, der erst zu nutzbarem 230V-Wechselstrom für das Hausnetz transformiert werden muss.

Lithium-Technologie als neuer Standard

Nach den lange bewährten Blei-Säure-Akkus haben sich in der Photovoltaik mittlerweile die moderneren Lithium-Ionen-Akkus durchgesetzt. Sie punkten insbesondere hinsichtlich verbesserter Speicherkapazität, Wirkungsgrade und Lebensdauer.

Lithium-Ionen-Akkus können mehr als 20 Jahre lang Solarstrom speichern. Mit ca. 5.000 bis 7.000 vollen Ladezyklen und einer Entladetiefe mit bis zu 98% Wirkungsgrad liegen sie ebenfalls deutlich höher als die vergleichbare Blei-Alternative. Das gleicht in der Regel ihre höheren Kosten mehr als aus.

Blei-Speicher sind trotzdem immer noch erhältlich. Sie kosten erheblich weniger als Lithium-Ionen-Akkus und haben, wenn man will, sogar noch einen speziellen technischen Vorzug: Sie kennen kein Überhitzungsrisiko. Bei überladenen Lithium-Speichern kann es in Einzelfällen nämlich zu stärkeren Temperaturanstiegen kommen. Durch ein smartes Energiemanagement der Li-Ion-Akkus werden diese jedoch zuverlässig vermieden.

Welche Solarspeicher-Typen gibt es?

Technisch werden Speichersysteme grundsätzlich an der Wechselstromseite (AC) oder an der Gleichstromseite (DC) der PV-Anlage angeschlossene Speicher unterschieden.

Bei AC-gekoppelten Solarspeichern wird der Solarstrom vom Wechselrichter der Photovoltaikanlage zunächst ins Hausnetz eingespeist. Von dort wird er zur Speicherung in der Batterie wieder entnommen, meist mithilfe eines Batteriewechselrichters. Die Wechselrichter dieser Speicher funktionieren in beide Richtungen. Zum Speichern in der Batterie wandeln sie den Wechselstrom zurück in Gleichstrom, und umgekehrt machen sie aus dem gespeicherten Gleichstrom wieder Wechselstrom für das Hausnetz. AC-gekoppelte Speicher sind gut und flexibel mit bereits vorhandenen Photovoltaikanlagen kombinierbar. Daher werden sie oft zum Nachrüsten eingesetzt.

Bei DC-gekoppelten Speichern wird der Solarstrom aus den PV-Modulen direkt in die Batterie geladen. Diese Speicher brauchen keinen eigenen Wechselrichter, sondern können den Hybridwechselrichter der Photovoltaikanlage nutzen. DC-gekoppelte Systeme arbeiten effizienter und sind oft günstiger in der Anschaffung als AC-Systeme. Daher kommen sie bei Neubauten oft bevorzugt zum Einsatz.

Auch Solarspeicher mit Hybrid-Wechselrichter werden direkt mit der PV-Anlage verbunden. Sie geben den Strom von der Anlage direkt an die gewünschten elektrischen Verbraucher weiter. Der integrierte Wechselrichter regelt die Stromzufuhr über die PV-Anlage sowie die Stromentnahme.

Hochvolt oder Niedervolt: Grundsätzliche Unterschiede

Die Frage nach der richtigen Spannung deines Solarspeichers hängt grundsätzlich davon ab, welche Art von PV-Anlage du planst oder bereits hast.

Hochvolt-Solarspeicher funktionieren mit Spannungen zwischen 100 und 500 Volt. Diese hohen Spannungen erlauben ein technisch deutlich effizienteres Speichern von Solarstrom als im Niedervolt-Bereich. Hochvolt-Technologie ist auch im privaten Bereich mittlerweile absolut anwendungssicher. Darum ist sie mittlerweile die dominierende Technologie auf dem PV-Speichermarkt für Wohnimmobilien.

Niedervolt-Stromspeicher arbeiten meist in einem Spannungsbereich von 48 Volt. Diese Technologie ist seit Jahrzehnten bewährt, vor allem als Speichermedium für PV-Inselanlagen. So werden PV-Anlagen ohne 230V Stromnetzzugang genannt. Als Vorteile der Niedervolt-Technologie gelten ihre hohe Sicherheit, geringere Wandlungsverluste bei niedriger Leistung und niedrigere Kosten. Sie können beispielsweise in Waldhäusern oder Häusern ohne externen Stromanschluss genutzt werden.

1-phasig oder 3-phasig: Welcher Anschluss passt?

Einphasige Stromspeicher werden über nur eine Phase an das Hausnetz angeschlossen. Diese Art Anschluss ist für einen niedrigeren Leistungsbereich vorgesehen. Um die gängigen Verbraucher im Haushalt zu versorgen, reicht der einphasige Betrieb in der Regel aus. Große Verbraucher, die direkt aus dem Speicher versorgt werden sollen, benötigen allerdings den dreiphasigen Anschluss. Ein Beispiel dafür sind Wärmepumpen.

Dreiphasige Stromspeicher sind über drei Phasen an das Hausnetz angeschlossen. Deshalb können sie leistungstechnisch mit der gesamten Dimensionierung des Stromnetzes mithalten. Heute sind die meisten Stromspeicher für den 3-phasigen Betrieb ausgelegt. Viele davon können aber trotzdem auch einphasig angeschlossen werden.

Jederzeit eigener Strom: Das beste Argument für PV-Speicher

Bis vor kurzem war es auch finanziell noch interessant, überschüssig erzeugten Strom ins Gesamtnetz abzugeben. Über die sogenannte Einspeisevergütung erhielten Betreiber von PV-Anlagen das Geld für ihren Strom. Mittlerweile ist diese Einspeisevergütung jedoch derart niedrig, dass sich diese Einspeisung für private Verbraucher kaum mehr lohnt.

Als bester Grund für die Investition in einen eigenen Stromspeicher gilt heute die größere Unabhängigkeit von Energieversorgern und deren steigenden Strompreisen. Dein Stromspeicher sichert dir deine maximal mögliche Ausbeute an eigenem Strom und vor allem dessen Nutzung rund um die Uhr. Dieser Strom kann zum Beispiel dazu dienen, alternative Heizsysteme wie Wärmepumpen oder Blockheizkraftwerke mit Energie zu versorgen.

Stromcloud statt Speicher: Gute Alternative?

Wenn es um das Zwischenspeichern von Solarstrom geht, taucht häufig auch der Begriff "Stromcloud" auf. Gemeint ist damit eine Art virtuelles Stromkonto. Überschüssiger Strom soll über das Stromnetz darauf eingespeist und später wieder abgerufen werden, ebenfalls über das Netz.

Praktisch ist jeder Strombezug aus der Cloud jedoch nichts anderes als eine normale Stromlieferung aus dem Stromnetz. Deshalb lässt sich das Konzept „Stromcloud“ grundsätzlich nicht mit der Stromspeicherung in eigenen Akkus vergleichen.

Auch der Aspekt deiner Autarkie fehlt beim Cloudkonzept komplett. Zudem sind die Kostenstrukturen der Cloudanbieter meist weder einheitlich geregelt noch besonders transparent. Wirtschaftlich lohnen sich Cloud-Deals für dich meist auch nicht. Der Bezug von Reststrom bei einem Ökostrom-Anbieter wird ggf. immer günstiger sein als ein vergleichbarer Stromcloud-Tarif.

Welche Speichergröße ist richtig für mich?

Einen zu kleinen oder viel zu großen Speicher zu installieren, macht keinen Sinn. Im ersten Fall schwankt der Ladezustand der Batterie ständig zwischen halb voll und voll, und dieser permanent hohe Ladezustand lässt die Batterien vorzeitig altern. Im zweiten Fall liegt zu viel Kapazität brach, die Ressourcen verschwendet die du mitbezahlt hast.

Institutionen wie die Verbraucherzentrale empfehlen deshalb als Richtwert für die Speichergröße etwa 1 Kilowattstunde Batteriekapazität pro 1.000 kWh Jahresstromverbrauch. Bei kleinen Photovoltaikanlagen sollte außerdem die Speicherkapazität der Batterie in Kilowattstunden nicht viel größer sein als die Leistung der Photovoltaikanlage in Kilowatt.

Um die richtige Speichergröße möglichst exakt zu bestimmen, musst du also nicht nur die Leistungsgröße deiner PV-Anlage kennen. Du solltest auch deinen Jahresstrombedarf ermitteln und genauer betrachten.

Benötigt dein Haushalt vor allem abends Strom? Dann darf der Speicher größer ausgelegt sein. Für die Spitzen im Stromverbrauch ab der Mittagszeit, wenn etwa die ganze Familie bereits zu Hause ist, reicht ein kleinerer Speicher. Weil dann der erzeugte Solarstrom direkt an die elektrischen Verbraucher fließt.

Aufbau: Eine klassische PV-Anlage mit Speicher

Ist der benötigte Speicherbedarf für deinen Solarstrom geklärt, empfiehlt sich ein Gegencheck der anderen technischen Komponenten deiner PV-Anlage. Sind sie ausreichend dimensioniert, ideal kompatibel, auf Perspektive geplant?

Die Solarmodule sind der sichtbare Teil jeder Solaranlage. Unterschiede gibt es bei der Größe, Bauweise und Montageart dieser Panele Auf der passenden Unterkonstruktion können sie optimal auf optimale Leistung ausgerichtet werden. In der Regel sind in einer Solaranlage mehrere Panels in Reihe geschaltet.

Elektronisches Herzstück jeder ans Netz angeschlossenen Solaranlage ist der Wechselrichter. Er wandelt den Gleichstrom aus den Panelen in Wechselstrom um und speist ihn ins Stromnetz ein. Soll eine nicht ans Stromnetz angeschlossene PV-Anlage 230-V Strom liefern, benötigt sie einen sogenannten Off-Grid-Wechselrichter.

Zu den Wechselrichtern

Der Stromzähler misst sämtliche Stromflüsse zu elektrischen Verbrauchern, zur Einspeisung ins Stromnetz und ins Hausnetz sowie den gesamten Energieertrag der Anlage.

Smartfunktionen ermöglichen meist schon eine Online-Steuerung und das Reporting der Photovoltaikanlage über das Internet. Dazu gehört auch das Controlling des Solarspeichers für überschüssigen Strom.

Wo montiere ich meinen Solarspeicher?

Speichers zwingend einen Platz im Haus, der ganzjährig gemäßigt kühl ist. Ideal sind Temperaturen zwischen 15 und 20 Grad Celsius.

Ab 25 Grad altern Speicherzellen verhältnismäßig schneller. Auch deshalb ist die Installation von Batteriespeichern im Freien nicht empfehlenswert. Keller, Heizungs- oder Hauswirtschaftsräume sind als Aufstellungsorte für Stromspeicher in der Regel gut geeignet.

Das Gewicht der Akkublocks deines Speichers darfst du bei der Installation nicht unterschätzen. Ein Li-Ion Speicher mit gut 12kWh Kapazität kann 200 Kilo Gewicht auf die Waage bringen.

Gibt es eine Förderung für PV-Speicher?

In einigen Bundesländern gibt es Zuschüsse beim Kauf eines Batteriespeichers, meist im Zusammenhang mit der Anschaffung einer neuen PV-Anlage. Diese Förderungen sind in der Regel schnell ausgeschöpft. Manchmal werden sie etwas später wieder neu aufgelegt, ein Blick in die entsprechenden Infoquellen lohnt also immer.

Die wichtigste davon ist die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) als Träger des deutschlandweiten Programmes zur Förderung von Photovoltaik. Um die Förderung der KfW in Anspruch nehmen zu können, muss deine PV-Anlage die Anforderungen des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) erfüllen.

Kommunen oder Regionen bieten im Rahmen regionaler Solarkampagnen ebenfalls Zuschüsse an. Ein Anruf bei der eigenen Gemeindeverwaltung und ein Blick auf die Internetseiten der Landesregierung können hier weiterhelfen.

Unter Förderaspekten ist zudem ganz neuer Steuervorteil relevant. Ab 1. Januar 2023 entfällt in Deutschland die Mehrwertsteuer für die Lieferung und Installation von PV-Anlagen inkl. Wechselrichter, Montage, Stromspeicher auf Wohngebäuden. So werden hier die Anschaffungskosten erheblich reduziert. Mehr dazu kannst du in unserem Artikel zur Nullsteuer nachlesen.

Zum Thema PV-Förderung generell findest du detailliertere Informationen in unserem Ratgeber zur PV-Förderung.

Wie lange hält ein Solarspeicher?

Die Lebensdauer eines Solarstromspeichers bezieht sich nicht darauf, wie viele Jahre er installiert ist. Sie bezieht sich auf die Anzahl der Ladezyklen, die er hinter sich hat.

Ein Ladezyklus ist jede vollständige Entladung des Solarstromspeichers bis zur maximalen Entladetiefe. Je mehr Ladezyklen, desto geringer wird die maximale Speicherkapazität und desto höher wird die Anfälligkeit für technische Probleme.

Angenommen, in einem durchschnittlichen Fall durchlebt ein Solarstromspeicher 200 Ladezyklen pro Jahr. Eine aktuell gängige Lebensdauer von 4.000 bis 6.000 Voll-Ladezyklen entspräche dann einer effektiven Speichernutzung von mindestens 20 Jahren.

Haben die Batterien deines Solarspeichers irgendwann ihr Lebensende erreicht, müssen sie entsorgt werden. Das Batteriegesetz in Deutschland legt fest, dass die Entsorgungskosten vom Hersteller bzw. dem Verkäufer übernommen werden müssen. Du als Eigentümer eines Solarspeichers hast also kein Risiko, dass eine teure Entsorgung ansteht.

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Fazit: Stromspeicher lohnen sich immer öfter

Gute Speichersysteme werden immer günstiger. In Zukunft wird sich die Investition in einen Solarspeicher also in noch mehr Fällen für noch mehr Anwender rechnen. Welche Punkte dafür den Ausschlag geben, hängt natürlich von konkreten individuellen Faktoren ab. Wobei die zukünftigen Strompreisentwicklungen zunächst mal grundsätzlich entscheidend sind.

Dann spielt die Höhe des tatsächlichen Stromeigenbedarfs eine zentrale Rolle. Die mögliche Ausrichtung der Anlage zur Sonne ist nicht unwichtig, eine sinnvolle Größe der eigenen PV-Anlage inklusive Speicherkapazitäten muss definiert werden.

Letztlich muss die Höhe aller Anschaffungskosten in Bezug auf die aktuelle Verfügbarkeit von Fördermitteln für dich berücksichtigt werden. Du solltest also den PV-Markt und seine Möglichkeiten aufmerksam im Blick behalten.

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