Stromspeicherung
Ohne einen Stromspeicher müsste der selbst erzeugte Strom entweder sofort verbraucht oder ins öffentliche Netz eingespeist werden. Der Markt für Stromspeicher ist in den letzten Jahren stark in Bewegung geraten, was vor allem daran liegt, dass der Wunsch zur Steigerung des Autonomiegrades immer mehr steigt. Denn das Bestreben ist groß, den eigens erzeugten Strom auch dort zu verbrauchen wo er produziert wird. Da jedoch die Gleichzeitigkeit von Erzeugung und Verbrauch nicht immer gegeben ist, wird die Speicherung zum zentralen Thema und immer mehr Haushalte stellen Überlegungen an, den erzeugten Strom in entsprechenden Speichern zu puffern. Bevorzugt finden elektrochemische Speicher in Kombination mit PV-Anlagen Verwendung.
Funktionsweise
In Haushalten mit einer PV-Anlage können rund 35-40% des eigenen PV-Stromes auch selbst verbraucht werden. Der Rest wird als Überschuss in das Stromnetz eingespeist (meist zu einem sehr geringen Preis). Durch intelligente Eigenverbrauchsoptimierung und -steuerung kann der Eigenverbrauch auf 45 % gehoben werden.
Durch einen Speicher kann der Eigenverbrauch fast verdoppelt werden auf bis zu 70%. In Verbindung mit einer PV-Anlage hat ein Stromspeicher die Aufgabe, den selbstproduzierten Strom zwischenzuspeichern. Der Speicher macht es möglich, dass der Strom genau dann genutzt werden kann, wenn er gebraucht wird.
Auslegung
Bei der Dimensionierung von Stromspeichern sollte genau darauf geachtet werden, dass der Speicher seine Nutzkapazität (in kWh) optimal auslastet, um zu hohe Kosten zu vermeiden. Gleichzeitig soll der Speicher aber auch nicht zu klein dimensioniert sein, damit bei Strombedarf ausreichend eigener Strom zur Verfügung steht.
Das Verhältnis vom Speichervolumen eines Batteriesystems zur Leistung der PV-Anlage und zum Stromverbrauch eines Haushalts sollte also gut überlegt werden. Ist der Speicher im Verhältnis zur PV-Anlage zu klein dimensioniert, kann weniger des selbst erzeugten Stroms als Eigenverbrauch genutzt werden. Ist der Speicher zu groß, steigen die Gesamtkosten des PV-Speichersystems. Bei einer durchschnittlichen Anlage kann ein Eigenverbrauch von 60-70% erreicht werden durch Anwendung folgender Faustformel:
Nutzbare Speicherkapazität in kWh = 1,2 bis 1,5 mal die Leistung der PV-Anlage in kWp
Investitionskosten
Ein Lithium-Ionen-Speicher für ein Einfamilienhaus kostet derzeit, je nach Leistung, etwa zwischen 1.500 und 2.500 Euro je Kilowattstunde (kWh) Speicher-Nennkapazität (ohne Installationskosten). Ein Speicher mit einer Kapazität von 5 kWh kommt also auf Anschaffungskosten zwischen € 7.500 und € 12.500.
Installation
Batteriesysteme werden mit Gleichstrom betrieben, diesen erzeugt auch eine PV-Anlage. Um den Solarstrom im Haushalt zu nutzen oder um ihn ins Netz einzuspeisen, muss er in Wechselstrom umgewandelt werden. Folgende technischen Schaltungskonzepte können realisiert werden:
Anschluss des Speichersystems an den Wechselstromkreis AC des Gebäudes
Diese Lösung bietet sich bei neuen PV-Anlagen an, d.h. wenn der Speicher gleichzeitig mit der PV-Anlage angeschafft wird. Der von der PV-Anlage erzeugte Solarstrom wird durch einen speziellen Wechselrichter für die Netzeinspeisung in Wechselstrom umgewandelt, ein integrierter Laderegler speist den Solarstrom in die Batterie ein. Hier wird ein spezieller Wechselrichter (Hybrid-Wechselrichter) benötigt.
Anschluss an den Gleichstromkreis DC der PV-Anlage
Diese Lösung bietet sich bei bestehenden aber auch bei neuen PV-Anlagen an. Der von der PV-Anlage erzeugte Strom wird hier von einem handelsüblichen bzw. bereits installierten Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt. Ein Batteriewechselrichter wandelt den Wechselstrom wieder in Gleichstrom um, damit dieser in einer Batterie gespeichert werden kann.
