Der Wirkungsgrad des Batteriespeichers – je höher, desto besser

Ein Batteriespeicher ist ein System, das elektrische Energie in Form von chemischer Energie speichert und bei Bedarf wieder in elektrische Energie umwandelt. Das Prinzip kennst du von ganz normalen Haushalts-Akkus – du parkst darin quasi Energie zwischen. Diese Speichertechnologie kannst du unter anderem in Verbindung mit deiner Photovoltaik-Anlage einsetzen und so den überschüssigen Strom speichern, den die Anlage tagsüber erzeugt. Den Strom nutzt du später, etwa abends oder nachts, wenn die PV-Anlage nichts mehr produziert.

In Kombination mit anderen großen Verbrauchern wie einer Wallbox oder Wärmepumpe lässt sich ein Batteriespeicher besonders sinnvoll einsetzen. Aber dazu später mehr. Jetzt geht es erst einmal darum, wie effizient so ein Speicher ist.

Stell dir vor, du füllst Wasser in eine Gießkanne, doch auf dem Weg zum Blumenbeet geht ein Teil des Wassers verloren. Du kannst also nicht mehr die ganze Menge Wasser verwenden. Ähnlich verhält es sich mit Batteriespeichern: Du speicherst Energie darin, aber du wirst nicht alles davon 1:1 später wieder nutzen können. 

Gewisse Verluste bei der Speicherung und Umwandlung sind unumgänglich – und nicht schlimm für die Wirtschaftlichkeit eines Speichers. Genauer gesagt: Die Effizienzverluste, die sowohl inhärent sind als auch mit der Zeit auftreten, sind relativ gering im Vergleich zu den wirtschaftlichen Vorteilen, die durch die Nutzung von selbst erzeugtem Strom entstehen. 

Der Wirkungsgrad eines Batteriespeichers beschreibt, ausgedrückt in Prozent, wie viel von der gespeicherten Energie du tatsächlich nutzen kannst. Ein hoher Wirkungsgrad bedeutet, dass weniger Energie verloren geht und mehr für deinen Haushalt zur Verfügung steht. Hat dein Speicher beispielsweise einen Wirkungsgrad von 85 Prozent, kannst du 85 Prozent der ursprünglich aufgenommenen Energie verwenden.

Der Wirkungsgrad deines Batteriespeichers spielt aus mehreren Gründen eine zentrale Rolle. Er beeinflusst die Effizienz deiner Geräte und damit auch deine Stromrechnung – je höher der Wirkungsgrad, desto mehr kannst du zum Beispiel von deinem selbst erzeugten Strom nutzen, anstatt auf teuren Netzstrom zurückzugreifen. Und es gibt auch eine ökologische Perspektive: Stromspeicher reduzieren den Bedarf an zusätzlicher Energieproduktion und somit unsere CO₂-Emissionen. Für eine nachhaltige und kosteneffiziente Energiezukunft sind sie also von enormer Bedeutung.

Die Forschung entwickelt kontinuierlich neue Technologien für das Speichern von Strom. Verschiedene Batterietypen erreichen unterschiedliche Wirkungsgrade. Für den „Hausgebrauch“, also zum Beispiel für deine Solaranlage, kommen hauptsächlich die ersten beiden zum Einsatz:

Die Stromspeicher von 1KOMMA5° sind mit Lithium-Eisenphosphat-Batterien mit hohem Wirkungsgrad ausgestattet.

Die Batterieart ist nicht der einzige Faktor, der den Wirkungsgrad beeinflusst. Er verändert sich auch abhängig vom Wetter, der Anschlussart sowie den Lade- und Entladezyklen. Diese drei Faktoren sehen wir uns jetzt noch genauer an.

Im Winter und bei schlechtem Wetter mit wenig Sonneneinstrahlung fällt der Wirkungsgrad eines PV-Speichers oft etwas geringer aus. Das liegt vor allem daran, dass der Speicher zu diesen Zeiten weniger stark mit Energie beladen wird. Außerdem können sehr niedrige Temperaturen dafür sorgen, dass die chemischen Reaktionen innerhalb der Batterien langsamer ablaufen und sich aus diesem Grund der Wirkungsgrad verringert. Im Sommer können wiederum zu hohe Temperaturen Wirkungsgradverluste mit sich bringen. Die ideale Betriebstemperatur für den Batteriespeicher liegt zwischen 10 und 25 Grad.

Ein Stromspeicher kann entweder als AC- oder als DC-System eingebaut werden. AC steht für Wechselstrom und DC für Gleichstrom. Eine Photovoltaik-Anlage erzeugt immer Gleichstrom. Genauso kann der PV-Speicher auch nur Gleichstrom speichern. Für den Hausgebrauch benötigst du allerdings Wechselstrom. Deshalb ist in jeder Solaranlage ein Wechselrichter eingebaut, der den Strom umwandelt. 

Ergänzt du dein System nun mit einem Stromspeicher, gibt es zwei Möglichkeiten: 

Ein weiterer Einflussfaktor auf den Wirkungsgrad von Batteriespeichern sind die Ladezyklen. Ein Ladezyklus umfasst die vollständige Entladung und anschließende Wiederaufladung des Speichers. Damit geht immer etwas Batterieverschleiß einher. Deshalb ist die Anzahl der möglichen Ladezyklen einer Batterie begrenzt. Moderne Lithium-Ionen-Batterien erreichen bis zu 10.000 Ladezyklen, bevor ihre Effizienz und damit auch der Wirkungsgrad nach und nach absinken. Zum Vergleich: Ein durchschnittlicher Haushalt benötigt ungefähr 200–250 Ladezyklen im Jahr. 

Für die Batterielebensdauer spielt außerdem die Entladetiefe eine wichtige Rolle. Sie gibt an, wie viel Prozent Energie du aus dem Speicher entnimmst, bevor du ihn wieder auflädst. Je häufiger eine hohe Entladetiefe erreicht wird, desto schneller verringern sich Effizienz und Wirkungsgrad der Batterie. Deshalb empfiehlt es sich, den Speicher immer nur teilzuentladen.

Insgesamt nimmt der Wirkungsgrad mit zunehmender Lebensdauer des Batteriespeichers stetig leicht ab – aufgrund der normalen Alterungserscheinungen. Das hat jedoch kaum Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit des Speichers, denn der finanzielle Vorteil überwiegt die Auswirkungen des Wirkungsgradverlusts. Dennoch lässt sich der Wirkungsgrad auch positiv beeinflussen.

Mit einem Speicher kannst du den Eigenverbrauch des Stroms aus deiner PV-Anlage von 30 Prozent (PV-Anlage ohne Speicher) auf 50 bis 80 Prozent steigern. Je mehr Strom du selbst verbrauchst, desto mehr Stromkosten sparst du. Du wirst unabhängiger von Stromanbietern, trägst zum Umweltschutz bei und unterstützt ein stabiles Stromnetz. 

Außerdem steigerst du die Wirtschaftlichkeit deiner PV-Anlage, denn die Einspeisevergütung liegt inzwischen für kleine Anlagen nur noch bei 7,94 Cent/kWh. Deinen Selbstverbrauch durch einen Speicher zu optimieren, ist somit vorteilhafter geworden als das Einspeisen. Entscheidest du dich für eine PV-Anlage und einen Stromspeicher von 1KOMMA5°, übernehmen wir die Planung und den Einbau.

Ein hoher Wirkungsgrad sorgt dafür, dass du möglichst viel überschüssige Energie aus deiner PV-Anlage speichern kannst. Wenn du die Effizienz deines Batteriespeichers optimieren möchtest, helfen folgende Tipps:

Dein PV-Speicher ist erst der Anfang! Denn warum nur den Strom aus deiner eigenen Solaranlage für dein eigenes Haus speichern, wenn alle etwas davon haben könnten? Das virtuelle Kraftwerk ist eine vielversprechende Zukunftsvision, für die sich die zahlreichen dezentralen Stromspeicher, die in Deutschland bereits installiert sind, zusammenschließen könnten. 

Die Idee: Überschüssiger Strom lässt sich überall speichern, zum Beispiel in privaten PV-Speichern, aber auch in E-Autos – und wenn Strom gebraucht wird, kann jeder verfügbare Speicher einspringen. Auf diese Weise könnten Spitzenlasten, also besonders große Stromnachfragen, sowie Überlastungen der Batterie durch Stromüberschuss deutlich reduziert werden. Außerdem blieben Stromnetz und Preise stabil und es flösse mehr sauberer Strom, der die CO₂-Belastung senkt. Technisch wäre diese flexible Lösung schon möglich, noch stehen bürokratische Hürden im Weg.

Die Grundlage für diese nachhaltige Stromzukunft bieten wir bei 1KOMMA5° aber schon jetzt: mit der Kombination aus Solaranlage und Stromspeicher, wahlweise auch Wärmepumpe und Wallbox, sowie dynamischem Stromtarif und smartem Energiemanagement.