Wer nicht nur untertags, sondern auch nachts und bei Netzausfall selbst erzeugten PV-Strom nutzen möchte, muss sich neben der Anzahl der PV-Module und dem Wechselrichtertyp auch Gedanken darüber machen, wie viel Speichervolumen für die Batterie sinnvoll und wirtschaftlich ist. Die Wahl und Installation des Solarspeichers ist auch davon abhängig, ob es sich um eine neue Photovoltaikanlage mit Speicher im Komplettpaket oder die Nachrüstung einer Speicherlösung handelt. Im folgenden Blogeintrag klären wir, wie der richtige PV-Speicher Ihre Anlage komplettiert.
Inhaltsverzeichnis
Photovoltaik mit Speicher liegt im Trend. Kein Wunder. Schließlich erhöhen Batteriespeicher die Eigenverbrauchsrate des selbst erzeugten Solarstroms und stellen sicher, dass die Energie vom eigenen Dach nicht nur dann zur Verfügung steht, während sie entsteht, sondern auch nach Sonnenuntergang. Das heißt: abends und nachts, genau dann, wenn in vielen Haushalten der Energiebedarf seine Spitze erreicht.
Darüber hinaus dienen Speicherlösungen als bedeutender Sicherheitsgarant angesichts eines – auch in Europa möglichen – Blackouts. Full Backup, die umfassendste Notstromfunktion eines PV-Systems, ist in diesem Zusammenhang gefragter denn je.
Wie viel Stromspeicher ist sinnvoll?
Denken auch Sie darüber nach, bei Ihrer bestehenden PV-Anlage einen Batteriespeicher nachzurüsten und Ihre Energieversorgung auf das nächste Level zu heben? Oder planen Sie den Bau eines völlig neuen PV-Systems inklusive Speichermöglichkeit?
In beiden Fällen fragen Sie sich bestimmt, ob sich diese Investition wirtschaftlich für Ihren Haushalt lohnt und welche Speicherkapazität sich für Ihre Lebenssituation eignet.
Um dies zu beantworten, gilt es zuerst abzuklären:
- Wie viele kWh verbraucht Ihr Haushalt im Jahr?
- Wie viel vom Energiebedarf fällt nach Sonnenuntergang abends und nachts an?
- Wie groß ist Ihre bestehende bzw. geplante PV-Anlage?
„Es liegt nahe, dass ein Energiespeicher umso größer sein sollte, je mehr Strom am eigenen Dach entsteht und je mehr davon abends und nachts konsumiert wird“, erklärt Maximilian Schett, Solarexperte bei Fronius International. Doch während ein Mehr an Speicherkapazität mit einem Mehr an Unabhängigkeit und Eigenverbrauch einhergeht, ist das Anfangsinvestment für eine Speicherlösung nicht zu unterschätzen. Immerhin schlägt jede kWh Speicherkapazität mit durchschnittlich 1.000 Euro Anschaffungskosten zu Buche. Die Amortisationszeit einer PV-Anlage mit einem überdimensionierten Speicher verlängert sich beträchtlich. Aus diesem Grund hat sich ein Eigenverbrauchsanteil von ca. 60 % als wirtschaftlich sinnvoll erwiesen.
Schett ergänzt: „Besteht ein Haushalt ausschließlich aus Berufstätigen, die tagsüber arbeiten und abends nach Hause kommen, ist mehr Speicherkapazität nützlich. Schließlich kann in diesem Fall niemand den Strom verbrauchen, wenn er entsteht. Stattdessen ergeben sich am Abend und morgens Leistungsspitzen, etwa beim Kochen oder beim Laden von E-Fahrzeugen.“
Folgende Faustregeln* geben Ihnen einen ersten Anhaltspunkt für die Speicher-Dimensionierung anhand Ihrer Energienutzung im Tagesverlauf:
| Durchschnittlicher Stromverbrauch tagsüber | Geringer Stromverbrauch tagsüber |
| Jährlicher Stromverbrauch in kWh / 1000 × 1,2 = Speicherkapazität in kWh | Jährlicher Stromverbrauch in kWh / 1000 × 1,5 = Speicherkapazität in kWh |
*Bitte beachten: Alle diese Angaben dienen als ungefährer Richtwert für die benötigte Speicherkapazität. Ihr Installateur wird Ihre individuellen Energiebedürfnisse bei seinem Angebot miteinbeziehen.
Erwirtschaftet die PV-Anlage tagsüber Energieüberschüsse und wird dafür abends viel Strom verbraucht, so kann sich die Investition in einen größeren PV-Speicher dem Solarexperten zufolge also lohnen.
Allerdings gilt nicht automatisch: Je größer der Energiespeicher, desto größer der Grad der Unabhängigkeit. Die untenstehende Grafik verdeutlicht dies am Beispiel eines Haushalts mit einer 10-kWp-PV-Anlage, einer Wärmepumpe und einem Jahresstromverbrauch von 7.500 kWh. Ohne Speicherlösung kann der Beispielhaushalt lediglich 43 % seines jährlichen Strombedarfs mit Solarenergie decken.
Investiert der Haushalt in einen kleineren Batteriespeicher mit 6,3 kWh Speicherkapazität steigert sich die Eigenversorgungsrate auf mehr als zwei Drittel. Eine höhere Ladekapazität von 9,5 kWh hebt den Autarkiegrad nochmals moderat an: Mehr als drei Viertel des Strombedarfs können mit dieser Speicherlösung durch die selbst erzeugte Solarenergie gedeckt werden. Ein noch größerer Batteriespeicher mit 12,6 kWh Speicherkapazität erhöht den Unabhängigkeitsgrad hingegen nur noch marginal.
Wie die Grafik veranschaulicht, ist beim 12,6-kWh-Speicher bereits der maximale Autarkiegrad erreicht. Die Berechnungen stammen aus dem Fronius Solar.creator, einem Konfigurationstool für PV-Anlagen.
Sie sehen: Während ein kleiner, eigentlich unterdimensionierter Solarspeicher den Eigenverbrauch schon signifikant steigern kann, erhöht sich der Unabhängigkeitsgrad mit einer adäquat oder großzügig dimensionierten Speicherlösung nur noch leicht – und ab einer individuell verschiedenen kWh-Anzahl schließlich gar nicht mehr.
Stromspeicher nachrüsten
Wenn Sie zu jenen gehören, deren PV-System bereits einen Solarstrom-Überschuss generiert, diesen jedoch nirgendwo speichern kann, ist das kein Grund zu verzweifeln: Speicherlösungen lassen sich mit modernster Solartechnologie vielfach nachrüsten. Dafür gibt es heute zwei primäre Möglichkeiten:
DC-Hochvoltbatterien
DC-gekoppelte Speicher stehen im Schaltkreis vor dem PV-Wechselrichter und können direkt Solarstrom vom Dach laden. In Verbindung mit einem kompatiblen Hybrid-Wechselrichter ermöglichen sie ein umfassendes Anlagen-Monitoring. Zudem handelt es sich vielfach um Batteriespeicher mit Notstromfunktion: Das heißt, sie können den Haushalt bei einem Netzausfall im Full-Backup-Modus mit gespeicherten PV-Überschüssen versorgen und sind teilweise sogar schwarzstartfähig. Was genau mit „Full Backup“ und „Schwarzstartfähigkeit“ gemeint ist, erfahren Sie in diesem Blogeintrag.
„PV-Speicher dieser Art kommunizieren am besten mit einem Hybrid-Wechselrichter und optimieren den Eigenverbrauch. Ein Beispiel für eine DC-gekoppelte Speicherlösung ist unsere Fronius Reserva“, so Solarexperte Schett. Übrigens: Mit der Fronius Reserva genießen Sie weitere Vorteile wie zehn Jahre Leistungsgarantie, die oben erwähnte Schwarzstartfähigkeit und europäische Datensicherheit. Darüber hinaus sind Fronius Wechselrichter mit einer Reihe von Partnerbatterien kompatibel.
AC-Energiespeicher
AC-gekoppelte Speicher sind hingegen nach dem PV-Wechselrichter auf der AC-Seite geschaltet. Das bedeutet, dass sie den bereits in Wechselstrom umgewandelten Solarstrom aus dem Haushaltsnetz wiederum in Gleichstrom umwandeln müssen. Denn nur dieser eignet sich für das Speichern in der Batterie. Folglich sind zwei Umwandlungen zum Energiespeichern nötig: Von Gleich- zu Wechselstrom im PV-Wechselrichter und danach wieder von Wechselstrom zu Gleichstrom im Speicher-Wechselrichter. Mit jeder Umwandlung gehen rund zwei Prozent des PV-Überschusses verloren. Zudem sind AC-gekoppelte Speicher nicht Full-Backup – und Monitoring-fähig. Der größte Vorteil der AC-Kopplung liegt darin, dass bei bestehenden PV-Anlagen der Wechselrichtertausch entfällt.
Mit Softwareupgrade zum Hybrid-Wechselrichter
Wenn Sie nun einen Energiespeicher nachrüsten möchten, Ihre PV-Anlage aber über keinen batteriefähigen Wechselrichter verfügt, haben Sie folgende Möglichkeiten:
Zum einen können Sie sich, wie im vorangegangenen Kapitel beschrieben, für einen AC-gekoppelten Speicher entscheiden.
Eine weitere Option eröffnet sich, wenn Sie Ihre Anlage mit einem Fronius GEN24 Wechselrichter ausgestattet haben. Denn für diese Geräte gibt es mit Fronius UP.storage ein Softwareupgrade, das Ihren Fronius GEN24 in Windeseile in einen Fronius GEN24 Plus Hybrid-Wechselrichter verwandelt. Maximilian Schett zeigt auf, welche Vorteile das Upgrade mit sich bringt: „Damit erübrigt sich der Gerätetausch, was Kosten sowie Ressourcen spart. Fronius UP.storage ist in unserem Monitoring-Tool Fronius Solar.web erhältlich.“
Sie haben Interesse an Fronius UP.storage? Nähere Informationen erhalten Sie im Solar.web-Store und bei Ihrem Installateur.
Fazit
Batteriespeicher erhöhen die Eigenverbrauchsrate und den Autarkiegrad, sind jedoch immer mit einer signifikanten finanziellen Investition verbunden. Gerade deswegen ist eine richtige Dimensionierung wichtig. Diese lässt sich über den jährlichen Energieverbrauch und das individuelle Verbraucherverhalten ermitteln, sodass am Ende genügend Speicherkapazität für den eigenen Haushalt und die dazugehörige PV-Anlage zur Verfügung steht.
Einen optimalen Eigenverbrauch erzielen Anlagenbesitzer/-innen mit einem adäquat dimensionierten DC-gekoppelten Speicher in Kombination mit einem kompatiblen Hybrid-Wechselrichter. Neu errichtete PV-Anlagen erreichen damit eine hohe Effizienz und einen Eigenverbrauchsgrad von ca. 60 %. Ein Beispiel für eine solche Speicherlösung ist die Fronius Reserva.
Möchten Sie einen Energiespeicher ohne Hybrid-Wechselrichter nachrüsten, so ersparen Sie sich bei der AC-Kopplung einen Wechselrichtertausch, verzichten dafür jedoch auf Monitoring- und Full-Backup-Funktionen.
