Welches PV-Speichersystem passt zu dir?

Vielleicht fragst du dich, warum du dich überhaupt mit Speichersystemen beschäftigen sollst. Wenn du eine PV-Anlage besitzt, ist die Antwort einfach: Noch vor zwei Jahrzehnten konntest du für Solarstrom, den du ins öffentliche Stromnetz eingespeist hast, eine sehr hohe Einspeisevergütung bekommen – stellenweise über 50 Cent pro Kilowattstunde. 

Mit dem erfolgreichen Photovoltaik-Ausbau in Deutschland ist die Einspeisevergütung stark gesunken (aktuell auf unter 8 Cent; und alle 6 Monate sinkt sie um ein weiteres Prozent). Sie bietet natürlich weiterhin einen gewissen finanziellen Anreiz, doch die alleinige Einspeisung ist heute nicht mehr das Modell der Wahl.

Stattdessen gilt jetzt: Je mehr Solarstrom du selbst verbrauchen kannst, desto mehr sparst du. Legen wir die Kosten für eine PV-Anlage über ihre Lebensdauer um, kommen wir auf etwa 5 bis 6 Cent pro Kilowattstunde, die du für deinen eigenen Solarstrom zahlst. Dem gegenüber stehen Stromkosten für Netzstrom von derzeit etwa 35 Cent pro Kilowattstunde. Pro selbstgenutzter Kilowattstunde sparst du also rund 30 Cent. Übers Jahr kann so eine Ersparnis von Hunderten und sogar Tausenden von Euro zusammenkommen.

Kleines Rechenbeispiel dazu:

• Ihr wohnt zu viert in einem Einfamilienhaus und habt einen Strombedarf von 4.500 Kilowattstunden im Jahr.

• Davon könnt ihr rund 70 Prozent mit selbst erzeugtem Solarstrom decken. Das sind 3.150 Kilowattstunden. 

• Bei grob 30 Cent Ersparnis pro Kilowattstunde ergibt sich eine stattliche Summe von 945 Euro – Jahr für Jahr. 

• Bei höherem Stromverbrauch oder mit einem optimierten System kann diese Summe größer ausfallen. 

Um solche Zahlen zu erreichen, benötigst du ein Speichersystem. Ein Batteriespeicher ermöglicht es dir, Solarstrom nicht nur dann zu nutzen, wenn gerade die Sonne scheint, sondern auch morgens und abends, wenn du zuhause bist und der Strombedarf hoch ist. Zum Vergleich:

• Ohne Speicher kannst du mit einer passenden Solaranlage etwa 30 bis 40 Prozent deines Strombedarfs decken. 

• Mit Speicher steigt dieser Anteil (der sogenannte Autarkiegrad) auf 70 bis 80 Grad – stellenweise liegt er sogar noch darüber. 

Das ist nicht nur gut für dein Konto, sondern auch fürs Klima. Zusätzlich machst du dich ein Stück weit unabhängig von den großen Stromanbietern.

Es gibt zahllose Batteriespeichersysteme, doch im Bereich Photovoltaik ist der Markt überschaubar: Die zwei Hauptkategorien sind Blei- und Lithium-Ionen-Stromspeicher. Wir gehen später näher auf die Vor- und Nachteile dieser Speichersysteme ein, wollen aber vorher noch einen Blick auf ein paar weitere wichtige Aspekte werfen.

Folgende Punkte schauen wir uns an:

1. DC- und AC-gekoppelte Speichersysteme

2. Batteriespeichersysteme für Solar- und Netzstrom

3. Notstrom und Ersatzstrom

4. Energiemanagement für Stromspeicher

5. Lebensdauer von Stromspeichern

Ein Batteriespeichersystem besteht hauptsächlich aus der eigentlichen Batterie und einem Wechselrichter. Ein Wechselrichter wandelt den Solarstrom (Gleichstrom) aus deiner Solaranlage in Strom um, den du im Haushalt nutzen kannst (Wechselstrom). Je nachdem, wann und wie diese Umwandlung stattfindet, spricht man von einem DC- oder AC-gekoppelten Stromspeicher:

• DC-gekoppelt: Der Gleichstrom aus der PV-Anlage fließt ohne Umwandlung direkt in den Speicher und wird dort gelagert. Wenn du ihn im Haushalt verwenden möchtest, übernimmt der Wechselrichter die Umwandlung in Wechselstrom. So treten kaum Verluste auf – allerdings müssen PV-Speicher und Solaranlage kompatibel sein. 

• AC-gekoppelt: Der Strom aus der PV-Anlage fließt direkt zum Wechselrichter und wird in Wechselstrom umgewandelt. So ist er sofort im Haushalt nutzbar. Einen eventuellen Überschuss muss der Wechselrichter im Speicher dann erst wieder in Gleichstrom umwandeln, um ihn zu lagern – und für die Nutzung im Haushalt dann wieder zurück. Dieser Prozess kann minimal weniger effizient sein, jedoch lässt sich ein AC-gekoppeltes Speichersystem oft leichter nachrüsten.

Darüber hinaus gibt es Batteriespeichersysteme, die du sowohl mit Solarstrom als auch mit Netzstrom laden kannst.

Bisher waren Photovoltaik-Speichersysteme im Hausgebrauch ausschließlich dazu gedacht, Solarstrom zu speichern. Mittlerweile wird es zunehmend interessant, auch günstigen Netzstrom zu laden. Dank relativ neuer gesetzlicher Änderungen bleibt dir die Einspeisevergütung für eingespeisten Solarstrom weiterhin erhalten. Und die Entwicklung in Richtung dynamischer Stromtarife macht die Kombi aus Speicher und Netzstrom (plus ggf. Solarstrom) attraktiver. 

So funktioniert das genau: 

• Die Börsenstrompreise schwanken im Tagesverlauf stark und liegen teilweise sehr weit unter den üblichen Preisen für Strom. 

• Mit einem dynamischen Stromtarif – etwa Dynamic Pulse von 1KOMMA5° – kannst du das ausnutzen und beispielsweise zur Mittagszeit oder nachts, wenn die Strompreise oft niedrig sind, deinen Speicher vollladen. 

• So reduzierst du übers Jahr betrachtet deine Stromkosten deutlich.

In Kombination mit einer PV-Anlage ist ein Speichersystem noch kraftvoller: Du deckst einen Großteil deines Strombedarfs mit Strom aus deiner Solaranlage, direkt oder gespeichert, und den Rest kaufst du zu günstigen Zeiten hinzu. Diese Kopplung von Solar- und Netzstrom reduziert deine Stromkosten auf ein Minimum. Das Ganze regelt sich übrigens automatisch, indem du ein smartes Energiemanagementsystem anschließt. Mehr dazu erfährst du etwas weiter unten.

Wichtig: Achte darauf, dass dein Batteriespeichersystemflexibel und schnell auf Marktsignale reagieren kann. Nur so kannst du von niedrigen Börsenstrompreisen profitieren.

In Deutschland sind massive Stromausfälle unwahrscheinlich und im Fall der Fälle so schnell behoben, dass Not- bzw. Ersatzstrom für Privathaushalte nicht notwendig ist. Wenn dir Autarkie (Unabhängigkeit) aber sehr wichtig ist, kannst du ein Batteriespeichersystem mit Notstrom- beziehungsweise Ersatzstromfunktion wählen.

Was ist der Unterschied?

• Mit der Notstromfunktion versorgst du in der Regel nur eine einzige Steckdose – ideal, wenn du während eines Stromausfalls Handy oder Laptop laden möchtest.

• Eine Ersatzstromfunktion versorgt einen größeren Teil deines Haushalts oder sogar sämtliche Geräte mit Strom – solange die Batterie reicht. 

Bei 1KOMMA5° kannst du eine Notstrom- oder Ersatzstromfunktion optional zu deinem Stromspeicher hinzufügen.

Während Notstrom oft nicht nötig ist, solltest du auf eine intelligente Steuerung (ein sogenanntes smartes Energiemanagementsystem wie Heartbeat AI von 1KOMMA5°) für deinen Speicher nicht verzichten. Diese Steuerung entscheidet vollautomatisch und immer zu deinen Gunsten, 

• wann Solarstrom direkt verbraucht oder gespeichert wird,

• wann ein guter Zeitpunkt ist, um günstigen Netzstrom zu beziehen,

• welche Geräte in welcher Reihenfolge mit Strom versorgt werden,

• wie deine Stromflüsse noch optimiert werden können und

• wie du deinen Stromverbrauch insgesamt möglichst effizient gestaltest.

Dadurch erhöhst du nicht nur den Anteil an Solarstrom, den du selbst verbrauchst, sondern senkst auch deine Kosten für zugekauften Strom. Dabei musst du dich um nichts kümmern – das intelligente System erledigt alles allein.

Es ist übrigens bisher nicht möglich, vollständig von (gespeichertem) Solarstrom zu leben – dafür wären vollkommen überdimensionierte Speichersysteme nötig, die einfach nicht wirtschaftlich wären.

Speicher halten im Durchschnitt 15 bis 20 Jahre, modernste Batterien deutlich länger. 1KOMMA5° verbaut zum Beispiel Lithium-Eisenphosphat-Batterien, die unter anderem für ihre Langlebigkeit bekannt sind. 

Für die Lebensdauer eines Batteriespeichersystems findest du meist zwei Angaben:

• die kalendarische Lebensdauer in Jahren: Sie verrät dir, nach wie vielen Jahren dein Speichersystem noch mindestens 80 Prozent seiner ursprünglichen Leistung erbringt.

• die Lebensdauer in Ladezyklen: Wenn ein Speicher einmal vollständig geladen und wieder entladen wurde, ist ein Ladezyklus um. In der Praxis geschieht das bei Photovoltaik-Speichern eher selten, denn sie werden ständig ge- und entladen. Diese Mikrozyklen lassen sich aber rechnerisch zu vollständigen Ladezyklen zusammenfassen.

Tipp: In Deutschland kannst du beim Betrieb einer Photovoltaik-Anlage mit jährlich etwa 250 bis 300 vollständigen Ladezyklen für dein Speichersystem rechnen. Die Lithium-Eisenphosphat-Speicher, die 1KOMMA5° einsetzt, durchlaufen 4445 Vollzyklen. Danach haben sie immer noch eine garantierte Kapazität von mindestens 80 Prozent. Das heißt also nicht, dass du dann sofort einen neuen Speicher benötigst. Er kann über die garantierten Ladezyklen hinaus noch viele Jahre effektiv und effizient arbeiten.

Nun hast du schon einen ganz guten Überblick über die wichtigsten Aspekte von Speichersystemen bekommen. Werfen wir jetzt noch den versprochenen Blick auf die Unterschiede zwischen den zwei gängigsten PV-Speichersystemen.

Gängige Photovoltaik-Batteriespeicher sind entweder Blei- oder Lithium-Ionen-Speicher, wobei letztere die moderne und im Normalfall eingesetzte Variante ist. Die beiden Arten unterscheiden sich stark hinsichtlich ihrer Lebensdauer, ihres Wirkungsgrades und der Kosten. 

Lithium-Ionen-Akkus kennst du: Das sind die typischen Handy-Akkus und E-Auto-Batterien. Ihr Speicherprozess basiert auf der konstanten Bewegung von ionisiertem Lithium zwischen den Elektroden. Die wichtigsten zwei Typen sind 

• die umgangssprachlich als Lithium-Ionen-Batterien bezeichneten Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt-Oxid-Speicher (Li-NiMnCoO₂), kurz NMC-Speicher, und

• Lithium-Eisenphosphat-Speicher (LiFePO₄).

Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt-Stromspeicher sind teurer als Blei-Akkus, die Preise sind jedoch in den letzten Jahren rapide gesunken. Sie punkten gegenüber Blei-Speichern mit deutlich mehr Ladezyklen (5.000 und mehr) und einer längeren Lebensdauer von rund 20 Jahren. Ihr Wirkungsgrad ist mit 90 bis 95 Prozent ebenfalls deutlich höher. Außerdem sind sie praktisch wartungsfrei, kompakt und leicht. Preislich musst du mit Kosten ab 1.200 Euro pro Kilowattstunde rechnen. Diese Stromspeicher-Variante ist derzeit der PV-Standard.

Als hervorragende Alternative zu (oder besser Unterart von) Lithium-Ionen-Batterien haben sich Lithium-Eisenphosphat-Speicher etabliert. Sie sind noch sicherer – wobei gesetzliche Vorgaben für den Heimspeicherbereich ohnehin sehr streng sind –, erreichen einen noch höheren Wirkungsgrad von bis zu 98 Prozent und sind frei von umweltschädlichem Nickel und Kobalt. Mit ebenfalls mehreren Tausend Ladezyklen sind sie eine nachhaltige, langfristig besonders rentable Wahl unter den Batteriespeichersystemen.

Ein weiterer Vorteil: Auch bei kleinen Teilladungen werden Lithium-Eisenphosphat-Speicher nicht beschädigt. Das prädestiniert sie für den Strommarkt der Zukunft: Speicher müssen mit dem Ausbau der erneuerbaren Energien immer schneller und besser auf Marktsignale reagieren können – und für dich die Zeitfenster für günstigen Netzstrom optimal ausnutzen. 

Der Vollständigkeit halber gehen wir noch kurz auf Blei-Stromspeicher ein, auch wenn sie für den Hausgebrauch heute so gut wie nicht mehr verwendet werden. Sie wandeln elektrische Energie in chemische Energie um. Die zwei wichtigsten Typen sind Blei-Säure-Akkus und Blei-Gel-Akkus.

Blei-Säure-Speicher arbeiten mit einer Reaktion zwischen den Blei-Elektroden und Schwefelsäure. Diese Technologie ist seit Langem bekannt und bewährt, nicht zuletzt durch Autobatterien. Blei-Säure-Batterien sind vergleichsweise günstig in der Herstellung – unter 1.000 Euro pro Kilowattstunde (kWh). Obwohl Blei aus Umweltsicht bedenklich ist, ist es immerhin leicht wiederverwertbar. Nachteile gibt es allerdings auch:

• Die Lebensdauer von Blei-Säure-Akkus ist mit etwa 10 Jahren und unter 3.000 Ladezyklen sehr begrenzt.

• Der Wirkungsgrad liegt bei nur etwa 80 bis 85 Prozent – das bedeutet einen großen Verlust an Solarstrom. 

• Am längsten halten Blei-Säure-Akkus bei langen Ladezeiten – wenn sie also regelmäßig voll- und dann wieder entladen werden. Das ist beim Betrieb einer Solaranlage nicht immer so.

Aus diesen Gründen sind Blei-Säure-Speicher im Photovoltaik-Bereich mittlerweile nicht mehr Standard. Das gilt auch für die weiterentwickelten Blei-Gel-Akkus, die gegenüber Blei-Säure-Akkus ein paar Vorteile haben:

• Blei-Gel-Batteriespeicher haben eine etwas höhere Lebensdauer – teilweise bis zu 15 Jahre – und einen höheren Wirkungsgrad von bis zu 90 Prozent. 

• Sie nehmen bei kürzeren Ladezeiten weniger Schaden und sind generell unempfindlicher, auch bei Temperaturschwankungen. 

• Sie sind etwas teurer als Blei-Säure-Batterien, aber günstiger als Lithium-Ionen-Akkus.

Trotz dieser Weiterentwicklungen sind Blei-Speichersysteme inzwischen vom Markt verdrängt worden. Lithium-Ionen-Akkus haben im Photovoltaik-Bereich das Feld übernommen.

Besitzt du eine Solaranlage, hilft dir ein Speichersystem, mehr Solarstrom selbst zu verbrauchen – dabei sparst du mit jeder Kilowattstunde Geld. Wichtig ist, dass du deine PV-Anlage auf Eigenverbrauch optimierst bzw. vom Fachbetrieb optimieren lässt. Unsere lokalen Meisterbetriebe beraten dich gern.

Lithium-Ionen- und insbesondere die modernen Lithium-Eisenphosphat-Akkus sind mit und ohne PV-Anlage nützlich: Du kannst nicht nur Solarstrom speichern, sondern auch Netzstrom laden und günstige Börsenstrompreise ausnutzen – das funktioniert in Kombination mit einer vollautomatischen intelligenten Steuerung und einem dynamischen Strompreis. So entsteht ein unschlagbar smartes und effizientes Energiesystem, mit dem du fit für unsere Energiezukunft bist.