Inhaltsverzeichnis:
- Wie funktionieren Stromspeicher?
- Ist ein Stromspeicher für eine Photovoltaik-Anlage sinnvoll?
- Wann lohnt sich der Stromspeicher für die PV-Anlage nicht?
- Welche Arten gibt es?
- Wie groß sollte der Speicher für die PV-Anlage sein?
- Kosten für Stromspeicher
- Förderungen für Stromspeicher in Österreich
- Worauf sollte man beim Kauf achten?
- Was passiert bei Stromausfall?
- Stromspeicher für PV: Vorteile und Nachteile
- Was bringt die Zukunft?
Wie funktionieren Stromspeicher?
Im Grunde handelt es sich bei Stromspeicher für Photovoltaik um eine überdimensionale Batterie, die wie ein Akku immer wieder geladen und entladen werden kann. Tagsüber wird der von der PV-Anlage erzeugte Strom eingespeichert und Abends oder Nachts wieder verbraucht. Sollte mehr Strom erzeugt werden, als der Speicher aufnehmen kann, wird dieser Überschuss an das Stromnetz abgegeben.
Einfach ausgedrückt befinden sich in einer Batterie Atome, die Elektronen speichern und abgeben können. Diese sind nichts anderes, als kleinste Teilchen, die durch Bewegung Strom erzeugen können. Eine einzelne Batterie wird als Batteriezelle bezeichnet – mehrere zusammen sind ein Batteriespeicher.
Ist ein Stromspeicher für eine Photovoltaik-Anlage sinnvoll?
Ohne Stromspeicher kann man den selbst produzierten Solarstrom nur dann nutzen, wenn er produziert wird – sprich, tagsüber. Wenn man also viel zu Hause ist oder etwa sein E-Auto tagsüber laden kann, dann kommt man ohne Speicher gut aus. Ist dies nicht der Fall, dann kann man mit einem Speicher den Eigenverbrauch deutlich erhöhen. Denn dann kann der PV-Strom auch Abends und Nachts genutzt werden. Da Strom derzeit vergleichsweise teuer ist, kann man so die Stromkosten deutlich senken.
Wenn man viel Wert auf Unabhängigkeit legt, ist die Anschaffung von dieser Warte aus ebenfalls sinnvoll. Denn im Falle eines Blackouts ist man dann auf der sicheren Seite (man braucht dann aber zusätzlich zu Speicher auch einen Hybridwechselrichter und eine Netzumschaltbox).
Wann lohnt sich der Stromspeicher für die PV-Anlage nicht?
Es ist wichtig, vor der Anschaffung eine genaue Rechnung aufzustellen. Wieviel Strom erzeugt meine PV-Anlage, wieviel kann ich selbst sofort verbrauchen und wieviel bleibt dann noch über, den ich über einen Stromanbieter decken muss. Dann muss man berechnen, wie groß der Stromspeicher sein sollte. Klarerweise kann man damit den Eigenverbrauch erhöhen, doch der Speicher kostet und oft werden die Installationskosten nicht mitberechnet. Es kann also gut sein, dass es nicht wirtschaftlich ist, diese doch recht große Anschaffung zu machen. In jedem Fall sollte man einen Fachmann zu Rate ziehen – der kennt auch alle Förderungen, die man in Anspruch nehmen kann. Die derzeit hohen Stromkosten machen den Kauf aber wirtschaftlicher als früher, trotzdem kann es sein, dass er sich aus rein wirtschaftlicher Sicht, nicht rechnet.
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Welche Arten gibt es?
Im Wesentlichen gibt es für den Einsatz im Haushalt, zum jetzigen Stand der Technik, zwei marktreife Speichertechnologien: Lithium-Ionen Speicher und Salzwasserbatterien (Natrium-Batterien). Zusätzlich gibt es noch Redox-Flow Speicher oder Wasserstoffspeicher, die zum Teil noch im Forschungsstadium sind oder für größere Speichermengen geeignet sind.
Lithium-Ionen Speicher
Beim Lithium-Ionen Speicher gibt es verschiedenen Ausführungen. Die verbreitetsten Varianten sind Lithium-Polymer-, Lithium-Eisenphosphat- und Lithiumtitanat-Akkus. Diese Speicher zeichnen sich vor allem dadurch aus, dass sie oft geladen und entladen werden können und dabei einen hohen Wirkungsgrad aufweisen. Außerdem haben sie eine hohe Energiedichte. Ein mögliches Problem ist allerdings die Überhitzung beim Laden des Speichers. Moderne, intelligente Ladesysteme lösen es aber im Großen und Ganzen. Die Lebensdauer wird meist in Ladezyklen angegeben. Durchschnittlich schaffen moderne Systeme zwischen 5.000 und 7.000 Zyklen. Wenn man bedenkt, dass die Stromspeicher in Zusammenarbeit mit einer PV-Anlage zwischen 100 und 200 Zyklen im Jahr erreichen, hält ein Speicher quasi ewig.
Salzwasser-Batterie (Natrium-Batterie)
Salzwasser-Batterie (Natrium-Batterie) sind neuer am Markt und deswegen gibt es noch weniger Landzeitwerte dafür. Der Vorteil dieses Systeme ist ihre Umweltfreundlichkeit, denn sie basieren auf Salzwasser und enthalten keine umweltschädlichen Materialien oder kritische Rohstoffe. Damit sind sie auch leicht zu recyceln. Der Wirkungsgrad liegt derzeit bei 80 bis 90 % und die Energiedichte ist geringer – das bedeutet, sie brauchen mehr Platz.
Wie groß sollte der Speicher für die PV-Anlage sein?
Bei der Dimensionierung von Stromspeichern sollte genau darauf geachtet werden, dass der Speicher seine Nutzkapazität effizient auslastet, um zu hohe Kosten zu vermeiden. Gleichzeitig soll der Speicher auch nicht zu klein sein, damit im Bedarfsfall jederzeit ausreichend eigener PV-Strom zur Verfügung steht.
Für eine grobe erste Planung gibt es eine Annäherungsformel: 1:1:1. Das bedeutet: wenn der jährliche Strombedarf, die Stromerzeugung der PV-Anlage und die Speicherkapazität im Verhältnis 1:1:1 stehen, dann kann man rund 60 % des selbsterzeugten Stroms direkt verbrauchen.
Für eine grobe Berechnung gibt es unter www.pvaustria.at/sonnenklar_rechner eine kostenlose Möglichkeit, eine erste Einschätzung zu treffen. Eine Planung durch einen Fachmann kann man damit aber nicht ersetzen.
Für ein Einfamilienhaus zeigt der Rechner folgendes Beispiel:
Bei einem Gebäude mit einem jährlichen Stromverbrauch von 4.000 kWh und einer PV-Anlage mit einer Stromerzeugung von 4.000 kWh ergibt sich eine optimale Speichergröße von 4.000 Wh also 4 kWh (Nettospeicherkapazität). Den Speicher deutlich zu vergrößern, rechnet sich aus wirtschaftlichen Gründen nicht.
Kosten für Stromspeicher
Die Anschaffungskosten eines Stromspeichers für ein Einfamilienhaus können nicht pauschalisiert werden, da es auch auf die Kennzahlen wie die nutzbare Speicherkapazität, die maximale Entladeleistung und die Anzahl der Vollzyklen ankommt. Heißt im Klartext: je größer der Speicher, desto höher die Kosten. Wenn man sich an Lithium Speichern orientiert, muss man bis zu einer Kapazität von 5 kWh mit einem Nettopreis von 1.100 bis 2.100 Euro pro kWh rechnen. Dazu muss man dann noch die Umsatzsteuer und die Einbaukosten rechnen. Es ist also keine kleine Anschaffung, die man hier zu tätigen hat.
Förderungen für Stromspeicher in Österreich
Allerdings gibt es natürlich – gerade im Zuge der Energiewende – dafür auch Förderungen. Unter www.pvaustria.at/forderungen findet man 1. die möglichen Bundesförderungen und 2. die zusätzlichen Landesförderungen. Die Bundesförderung bezieht sich auf die Neuerrichtung oder Erweiterung von PV-Anlagen. Bei Investitionszuschüssen handelt sich um einen einmaligen Zuschuss zur PV- sowie Stromspeicheranlage. Bei PV-Anlagen wird jedes einzelne kWp, bei Stromspeicher wird jede einzelne kWh, mit einem bestimmten Fördersatz (€/kWp bzw. €/kWh) unterstützt. Bei den Landesförderungen gibt es eine reine Förderung nur für Stromspeicher (also ohne, dass auch eine PV-Anlage errichtet wird) nur in Wien und zwar mit einer Höhe von 200,- Euro je kWh.
Stromspeicher: Worauf sollte man beim Kauf achten?
Bei der Anschaffung eines Batteriespeichers für die Photovoltaikanlage spielt die Lebensdauer der Batterie (Ladezyklus) eine nicht ganz unwichtige Rolle. Schließlich soll dieser Speicher viele Jahre halten und sich möglichst oft be- und entladen lassen. Die meisten Hersteller garantieren mittlerweile, dass ihre Speicher die durchschnittlichen Ladezyklen durch die PV-Anlage pro Jahr aushalten. Damit ist gewährleistet, dass die einzelnen Komponenten der Anlage die gleiche Lebensdauer haben.
Nicht unwichtig ist auch die Effizienz des Speichers. Es soll ja so wenig Solarstrom wie möglich verloren gehen. Durch Selbstentladung oder Umwandlungsverluste kann das passieren. Deswegen sollte man unterschiedliche Systeme miteinander vergleichen, um das effizienteste zu finden.
Um sinnvoll zu funktionieren und auch nicht unnötig teuer zu sein, muss der Speicher unbedingt richtig dimensioniert sein. Zu klein bringt wenig und zu groß ist zu teuer und rentiert sich nie.
Was passiert bei einem Stromausfall?
Viele neue Systeme haben Notfunktionen. Das bedeutet, dass man bei einem Ausfall des Stromnetzes das eigene Haus weiter versorgen kann. Es ist also möglich, das System als sogenannte Insellösung zu betreiben. Wenn man diese Funktion möchte, sollte man bei der Anschaffung des Speichers darauf achten, dass dies technisch auch möglich ist. Ob der Speicher weiter geladen werden kann, wenn die Versorgung durch das Stromnetz wegfällt, ist auch eine Frage, die man klären muss. Bei manchen Modellen ist dies nämlich nicht der Fall (ein Betrieb als Insellösung ist hier also nur sehr eingeschränkt möglich).
Stromspeicher für PV: Vorteile und Nachteile
Vorteile
Die Vorteile liegen auf der Hand: es kann mehr eigener Strom verwendet werden, damit können Stromkosten reduziert werden. Außerdem wird dadurch der CO2-Fußabdruck kleiner und die Umwelt deutlich entlastet.
Nachteile
Auch hier gilt aber: kein Licht ohne Schatten. Auch Stromspeicher haben Nachteile. Wenn sie zu groß dimensioniert sind, kosten sie viel und bringen nicht mehr Autarkie (der Speicher kann nicht mehr speichern, als die PV-Anlage liefert). Außerdem brauchen sie auch Platz. Es besteht leider die Möglichkeit, dass die Ökobilanz negativ ausfällt. Neue Systeme sparen mittlerweile allerdings mehr Energie ein, als ihre Produktion verbraucht – allerdings muss der Speicher richtig dimensioniert sein. Das Recycling kann unter Umständen problematisch sein.
Was bringt die Zukunft?
Für den Privatgebrauch sind die derzeit erhältlichen Stromspeicher schon recht innovativ. Viele Start-ups beschäftigen sich mit neuen Möglichkeiten, doch davon befinden sich alle im Versuchsstadium und es kann nicht vorausgesehen werden, welche Technologie sich als wirklich massentauglich erweisen wird.
Für große Speicher geht es eher in eine ganz andere Richtung, nämlich nicht den Strom zu speichern (da dies immer mit großen Verlusten verbunden ist), sondern mit dem Strom Gas, Wasserstoff oder Wärme zu erzeugen. Diese Erzeugnisse lassen sich dann nahezu verlustfrei transportieren und speichern.
