Wozu brauche ich einen Stromspeicher?
Eine Solaranlage lohnt sich vor allem dann, wenn ein Haushalt viel der selbst produzierten grünen Energie selbst verbraucht. Mit einem Stromspeicher kann die Eigennutzung einer Solaranlage sogar auf bis zu 85 % des Stromverbrauchs erhöht werden. Denn der von der Photovoltaik-Anlage erzeugte Strom lässt sich damit speichern, sodass auch dann Solarstrom zur Verfügung steht, wenn die Sonne nicht scheint. Durch den erhöhten Eigenverbrauch mithilfe eines Batteriespeichers können also noch mehr Stromkosten gespart werden, der Haushalt wird noch unabhängiger vom öffentlichen Stromnetz und trägt noch mehr zum Klimaschutz bei als ohne Speicher.
Welche Technologien kommen bei Stromspeichern zum Einsatz?
Früher wurden die Solarstromspeicher für PV-Anlagen auf Blei-Säure- oder Blei-Gel-Basis hergestellt. Diese Technologie wurde bereits in der Industrie und im Fahrzeugbau eingesetzt und war besonders günstig. Inzwischen ist die Entwicklung aber weiter vorangeschritten, sodass bei Solaranlagen im privaten Bereich keine Stromspeicher mit Blei-Säure- oder Blei-Gel-Technologie mehr genutzt werden. Stattdessen kommen Lithium-Akkus zum Einsatz, wobei hier wiederum zwei Sorten zu unterscheiden sind.
Bewährte Lithium-Ionen-Akkus
Wie auch im Automobilbau und bei Mobiltelefonen haben sich bei PV-Anlagen inzwischen Speicher mit Lithium-Ionen-Akkus durchgesetzt, bei denen Lithium-Ionen von der positiven zur negativen Elektrode geleitet und dort bis zu ihrer Entladung gespeichert werden. Durch die vermehrte Nutzung und Produktion dieser Technologie, sind solche Stromspeicher inzwischen im Preis deutlich gefallen.
Der Vorteil von Lithium-Ionen-Speicher ist nicht nur das fehlende Blei, sondern auch die lange Nutzungsdauer. Lithium-Ionen-Speicher können in der Regel häufiger be- und entladen werden, haben in der Regel auch nach 10 Jahren noch eine nutzbare Kapazität von 80 % und einen Wirkungsgrad von 95 % oder sogar mehr. Dem gegenüber kamen Blei-Akkus auf viel schlechtere Werte in Sachen Leistung und Nutzungsdauer.
Moderne Lithium-Eisenphosphat-Akkus
Ein Lithium-Eisenphosphat-Akku ist im Prinzip nur eine besondere Form des Lithium-Ionen-Akkus. Bei herkömmlichen Lithium-Ionen-Akkus kommt eine Lithium-Kobaltoxid-Kathode zum Einsatz. Neuste Entwicklung haben dafür gesorgt, dass inzwischen stattdessen oft Lithium-Eisenphosphat-Kathoden verwendet werden. In diesem Fall wird Lithium-Eisenphosphat als positive Elektrode genutzt, während die negative Elektrode aus Graphit oder speziell gehärtetem Kohlenstoff besteht.
Der Vorteil beim Einsatz von Lithium-Eisenphosphat in einem Stromspeicher ist, dass solche Speicher höhere Entladeströme erzeugen, eine bessere Zyklenfestigkeit besitzen und robuster sind. Weitere Vorteile sind kurze Ladezeiten und ein besonders geringes Überhitzungsrisiko.
Welche Speichersysteme gibt es für Solaranlagen?
Sowohl herkömmliche Lithium-Ionen- als auch moderne Lithium-Eisenphosphat-Speicher sind als Technologie für den Einsatz bei PV-Anlagen im Eigenheim sehr gut geeignet.
Neben der Speichertechnologie muss aber auch noch die Art des Speichersystems ausgewählt werden. Dabei wird allgemein zwischen zwei Systemen unterschieden:
- AC-System: AC steht für Alternating Current (Wechselstrom).
- DC-System: DC steht für Direct Current (Gleichstrom).
Das bedeutet aber nicht, dass die jeweiligen Systeme den Strom anders speichern. Solarmodule erzeugen immer Gleichstrom, der auch als solcher im Stromspeicher gespeichert wird. Das Stromnetz wiederum läuft immer mit Wechselstrom. Deshalb wird zwischen Solaranlage auf dem Dach und dem Haushalt ein sogenannter Wechselrichter installiert, der den Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt.
AC-Speichersysteme – ideal zur Nachrüstung
Ein AC-Speicher wird auf der Wechselstrom-Seite der Solaranlage installiert, also nicht zwischen Solarmodul und Wechselrichter, sondern zwischen Wechselrichter und Hausstromnetz. Der von den Solarzellen erzeugte Gleichstrom wird also zuerst von einem Solar-Wechselrichter in Wechselstrom verwandelt. Wird ein Teil des Stroms nicht direkt im Haushalt verbraucht, verwandelt ein Batterie-Wechselrichter ihn wieder Gleichstrom, der dann im AC-Solarspeicher gespeichert wird.
AC-Speicher sind besonders gut geeignet, wenn ein Stromspeicher nachgerüstet werden soll, da sie unabhängig vom Solar-Wechselrichter funktionieren und deshalb besonders einfach in eine bestehende Anlage integriert werden können. Aber auch bei Neuinstallationen von Solaranlagen werden AC-Systeme verwendet, da sie sehr flexibel sind.
DC-Speichersysteme – leistungsstark bei Neuinstallationen
Bei einem DC-Speichersystem bilden Solar- und Batterie-Wechselrichter ein einziges System, sodass auch von Hybrid-Wechselrichter gesprochen wird. Das DC-System wird zwischen Solarmodul und Hybridwechselrichter installiert. Der von der PV-Anlage erzeugte Gleichstrom wird zunächst im DC-Speicher gespeichert. Nur der im Haushalt benötigte Strom wird dann vom intergierten Solar-Wechselrichter in Haushaltsstrom umgewandelt.
Der Vorteil eines DC-Systems ist, dass der Strom nur einmal umgewandelt werden muss, wodurch die Wandlungsverluste geringer sind und der Wirkungsgrad höher ausfällt. Zudem verbraucht ein DC-Speicher weniger Platz und ist einfacher zu installieren, da er keinen extra Batterie-Wechselrichter und damit eine Komponente weniger benötigt.
Je nach Gegebenheiten vor Ort kann es allerdings ein Nachteil sein, dass bei DC-Systemen der Speicher und der Hybrid-Wechselrichter unbedingt nebeneinander platziert werden müssen. Bei einem AC-System können Batterie-Wechselrichter und Speicher getrennt vom Solar-Wechselrichter platziert werden, was bei Platzproblemen die flexiblere Lösung ist.
DC-Speichersysteme eignen sich nur für Neuinstallationen, da bestehende Solaranlage ja schon über einen normalen Solar-Wechselrichter verfügen, der keine Hybrid-Funktion aufweist. Bei Platzproblemen kann aber auch bei einer neuen Solaranlage stattdessen auf einen AC-Speicher zurückgegriffen werden.
Fazit
Um den Eigenverbrauch und dadurch die Rentabilität einer Solaranlage zu erhöhen, kommen sogenannte Stromspeicher zum Einsatz, um überschüssige Energie bis zum möglichen Eigenverbrauch zwischenspeichern zu können. Statt Blei-Säure- oder Blei-Gel-Batterien kommen als Solarspeicher für Eigenheime heutzutage leistungsstarke Lithium-Ionen-Stromspeicher zum Einsatz, wobei sowohl bewährte Lithium-Kobaltoxid-Akkus als auch moderne Lithium-Eisenphosphat-Akkus als Solarspeicher im Eigenheim zu empfehlen sind.
Neben unterschiedlichen Akku-Technologien gibt es auch unterschiedliche Speichersysteme. Wird eine neue Solaranlage geplant, werden heute in der Regel DC-Speichersysteme verwendet, da sie durch ihre höhere Effizienz mehr Erträge liefern. Darüber hinaus sind sie auch leichter und kostengünstiger zu installieren. Zur Nachrüstung werden hingegen meistens AC-Speichersysteme genutzt, da sie das vorhandene Solaranlage einfach ergänzen können. Aber auch im Neubau kann in manchen Fällen ein AC-Speicher sinnvoll sein, da die Komponenten bei Platzproblemen flexibler platziert werden können.
Die Solarexperten von Wilms Solar beraten Sie gern, welcher Stromspeicher für Ihre neue Solaranlage am besten geeignet ist. Sprechen Sie uns gerne an.
