Stromspeicher - PV-Strom clever einlagern und jederzeit abrufen
Die Aufnahmekapazitäten von agilen und effizienten PV-Anlagen übersteigen oftmals den Rahmen dessen, der für eine ausreichende Eigenversorgung nötig ist. Viele Haushalte mit Photovoltaikanlagen nutzen meistens nur 30% der erzeugten Energie sofort selbst. Damit die umweltfreundlich erzeugte Energie nicht verloren geht, bieten intelligente Stromspeicher für Photovoltaikanlagen die Möglichkeit, um diese als Rücklage zu speichern. Die während intensiven Sonnenstunden gewonnene, überschüssige Energie wird eingelagert und erst dann als Reserve für die häusliche Stromverwendung beansprucht, wenn die Sonne nicht scheint.
Mit diesem vorausschauenden Energiemanagement verschenken Sie mit Ihrer PV-Anlage nichts und spart damit Geld bei maximaler Ertragsgenerierung. Deswegen empfehlen wir jedem Betreiber einer Photovoltaikanlage, einen Stromspeicher bei der Installation zu berücksichtigen.
Für Photovoltaik-Anlagen im privaten Besitz, mit denen auch private Verbrauchskapazitäten angestrebt werden, kommen mehrere Speichermodelle in Frage. Altbewährte Akkumulatoren auf Blei- und Säurebasis ermöglichen zwar mittelfristig (4 bis 7 Jahre) den Abruf der fast vollständigen Leistung. Allerdings neigen sie dazu, Sulfatrückstände zu hinterlassen, die die Funktionstüchtigkeit beeinträchtigen oder sogar Explosionen hervorrufen können. Fast doppelt so lange halten dagegen Blei-Gel-Akkus, die auch mehr Sicherheit gewähren, da explosionsfreudige Stoffe, wie Schwefelsäure, gebunden und die Minuspole (Kathoden) mit Kohlenstoff überzogen sind. Durch diese Schutzeinrichtungen sind Blei-Gel-Akkus umweltverträglicher und können leichter entsorgt werden. Der fast doppelte Lebenszyklus zieht allerdings einen ebenso größeren Preis mit sich.
Lithium-Ionen Akkus als Photovoltaikspeicher
Als preislich vergleichbar, aber umso zukunftsgewandter fallen Lithium-Ionen-Akkus in das Betrachtungsfeld. Sie halten in etwa 20 Jahre und zeichnen sich durch eine wesentlich kompaktere Bauart und phänomenale Wirkungsgrade von bis zu 98% aus. Sowohl Kathode, als auch Anode und Elektrolyt der Batterie sind mit Ionen des Halbmetalls bespeist. Die Aufladung erfolgt dabei an der Anode, die Entladung an der Kathode. Beim Aufladevorgang wird elektrische Energie in chemische Energie umgewandelt, während beim Entladevorgang die chemische Energie wieder in elektrische Energie konvertiert wird. Um die positiven Effekte von Lithium in puncto Leistungsfähigkeit und Kapazität noch stärker nutzen zu können, wurden Lithium-Nickel-Mangan-Cobalt-Speicher (Li-NMC, NMC) und Lithium-Eisen-Phosphat-Speicher (Li-FePO4, LFP) entwickelt. Bei Letzteren sollen äußere Extremfaktoren, wie Hitze, sowie das Eindringen von Flüssigkeiten und Gasen unterbunden werden.
Steigende Preise für den konventionellen Strombezug und die parallel dazu geringer werdenden Einspeisevergütungen liefern starke Anhaltspunkte dafür, bei neuen PV-Anlagen Stromspeicher für die Speicherung von Überschusserzeugungen zu installieren und bestehende PV-Anlagen entsprechend nachzurüsten. Voraussetzung für die Letztgenannten ist, dass diese noch nicht die Hälfte Ihrer prognostizierten Lebensdauern von 25-30 Jahren überschritten haben, weil andernfalls die investierten Kosten den praktischen Nutzen nicht mehr decken. Aktuell machen Nachrüstungen im Prinzip nur bei PV-Anlagen Sinn, die in den 2010ern- und 2020er-Jahren errichtet und in Betrieb genommen worden sind, weil alle älteren Anlagen noch höhere Einspeisevergütungen pro kWh auf dem jeweils damaligen Niveau erhalten, die höher als der aktuelle Preis für eine kWh konventionellen Strom (circa 34 ct) liegen. Bei diesen Anlagen wird also mit dem Stromverkauf mehr Gewinn gemacht, als mit der Eigennutzung gespart wird.
Photovoltaik-Batteriespeicher lohnen sich
Obgleich Photovoltaikstromspeicher im Regelfall die kostspieligste PV-Komponente beim Anlagenbau ausmachen, rentiert sich die Anschaffung eines Batteriespeichers immer öfter. Das liegt nicht nur an den stetig sinkenden Anschaffungspreisen. PV-Speicher erfüllen dann Ihre Funktion am besten, wenn viel Energie entsteht, aber nicht gebraucht wird – nämlich während der sonnenintensiven Mittags- und Nachmittagsstunden. Die PV-Module können durch die intensive Strahlung und die günstigen Einfallswinkel viel mehr Photonen aus der Sonnenstrahlung aufnehmen und in Energie umwandeln. Da tagsüber allerdings Sie im Regelfall auf Arbeit und die Kinder in der Schule sind, wird nicht viel von dieser erzeugten Energie sofort abgefordert. Ohne Speicher würde sie ins Stromnetz zu weniger vorteilhaften Konditionen eingespeist werden oder verfallen.
Mit einem Stromspeicher jedoch, halten Sie die erzeugte Energie als Rücklage und können sie dann am Abend nutzen, wenn viele Unterhaltungsgeräte im Haus laufen oder am Morgen, wenn die Kaffeemaschine im Akkord läuft und die Waschmaschine arbeiten soll.
PV-Stromspeicher können sich als wichtige Säule des PV-Leistungsmagements erweisen, insbesondere dann, wenn sie in andere leistungssteigernde Maßnahmen einbezogen werden. Wie Sie einen PV-Stromspeicher installieren erfahren Sie hier!
Photovoltaik-Speicher sind langlebig und umweltfreundlich
Weiterführend tun Sie mit dem Erwerb eines Stromspeichers auch dem Klima etwas Gutes. Pro kWh Speicherkapazität erreichen PV-Stromspeicher im Vergleich zum Bezug von Strom aus fossilen Energieträgern bereits nach circa 300 kWh Gesamtspeichervolumen eine positive Klimabilanz. Bei einem 10 kWh Stromspeicher sind das 3000 kWh, was viele Haushalte in nur einem Jahr an Strom verbrauchen, sodass die meisten PV-Stromspeicher bereits nach 1 bis 3 Jahren klimafreundlich arbeiten.
Moderne Photovoltaikspeicher zeichnen sich durch ein hohes Pensum an bis zu 10.000 Ladezyklen aus. Wenn Sie also davon ausgehen, an circa 300 Tagen im Jahr Ihren Stromspeicher aufzuladen, so können Sie diesen bis zu 33 Jahre lang nutzen! Geben Sie jedoch unbedingt darauf Acht, dass Sie die vom Hersteller empfohlene Ladungstiefe nicht unterschreiten. Um die Funktionstüchtigkeit des Speichers nicht zu gefährden, sollte dieser nie komplett entladen werden, sondern immer noch einen gewissen Prozentsatz der Maximalkapazität beherbergen.
Brechen Sie den Anschaffungspreis Ihres PV-Speichers auf die „Kosten pro Jahr“ herunter, wird Ihnen auffallen, wie schnell sich die Kosten relativieren. Bei einem 5.000 € teuren Speicher, den Sie über die besagte Zeitspanne nutzen, zahlen Sie so, auf ein Jahr heruntergebrochen, nur ca. 150 €.
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Wie groß sollte ein Photovoltaikspeicher sein?
…beziehungsweise „Welche Speicherkapazität sollte ein Photovoltaikspeicher haben?“ ist womöglich die erste Frage, die Sie sich stellen, wenn Sie mit dem Gedanken spielen, sich einen PV-Speicher zuzulegen. Weitläufig verbreitet ist die Faustformel, pro kWp Anlagenleistung eine Speicherkapazität von 1 kWh zu haben. Eine Anlage mit 10 kWp sollten Sie nach dieser Formel also mit einem 10 kWh PV-Stromspeicher ausstatten.
Es existiert aber auch noch eine bedarfsgerechtere Formel, die Ihren Jahresverbrauch an PV Strom und Ihre täglichen Nutzungsphasen mit einkalkuliert. Gehen wir davon aus, dass Sie jährlich mit dem Betrieb Ihrer 10 kWp Photovoltaikanlage rund 6.500 kWh PV-Strom selbst nutzen wollen und den meisten Strom über 14 der 24 Tagesstunden nutzen, so ergibt sich folgende Rechnung:
(Jahresverbrauch PV Strom / 365 T.) / (24 Std. / tägl. Nutzung) = PV-Speicherkapazität
Beispiel:
(6.500 kWh / 365 T.) / (24 Std. / 14 Std.) = 10,38 kWh
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Für die Verwendung im Haushalt muss der erzeugte PV-Strom der Photovoltaikmodule noch umgewandelt werden. Diese Aufgabe kommt dem Wechselrichter zu.
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Unterkonstruktionen werden benötigt, um die Module auf dem Dach montieren zu können. Bei Bedarf lassen sich mit Ihnen auch die Einschrägungen optimieren.
