PV-Anlagen: So viel Kapazität sollten Eure Stromspeicher haben
In der Welt der Erneuerbaren Energien dreht sich alles um Effizienz und Unabhängigkeit. Wenn Ihr eine Photovoltaikanlage (PV-Anlage) besitzt, wisst Ihr, dass der richtige Stromspeicher entscheidend ist, um den größtmöglichen Nutzen aus Eurer Anlage zu ziehen. Doch wie groß sollte dieser Speicher eigentlich sein, um Eure Energieautarkie zu maximieren und nicht zu viel an das Netz abzugeben?
Das Zusammenspiel zwischen Verbrauch und Erzeugung
Bevor Ihr in einen Stromspeicher investiert, spielt die Auswertung zweier zentraler Größen eine entscheidende Rolle: Euer jährlicher Stromverbrauch und die Dimensionierung Eurer PV-Anlage. Ein gängiger Fehler besteht darin, sich nur an der Größe des Verbrauchs zu orientieren. Wenn Ihr beispielsweise 5.000 kWh pro Jahr benötigt, Ihr aber bereits eine PV-Anlage mit 3,6 kWp besitzt, bringt es wenig, einen Speicher mit 5 kWh zu installieren.
Ein großer Stromspeicher (Vergleich) ist nur sinnvoll, wenn die gesamte Kapazität auch tatsächlich von Euch und Eurer Anlage genutzt werden kann. Ansonsten sind die zusätzlichen Kapazitäten eine unnötig teure Investition, die lediglich die Amortisationszeit Eures Systems verlängert.
Wirtschaftlichkeit von Stromspeichern
Die Investition in einen Stromspeicher ist längst nicht mehr nur für die großen PV-Anlagen reserviert. Bei den meisten Systemen sind sie sinnvoll, auch wenn es sich nur um Balkonkraftwerke handelt. Lediglich bei winzigen Anlagen, die nicht einmal die Grundlast Eures Hauses decken können, wird eine Speicherlösung irrelevant. Die Auswahl des richtigen Speichers ist jedoch entscheidend: Eine Überdimensionierung kann zu unnötigen Kosten führen, während eine unterschätzte Kapazität die Autarkie reduziert. Dabei geht Euch eine Menge des selbstproduzierten Stroms verloren,
Erfahrungswerte zeigen, dass durch einen Stromspeicher 30 bis 70 Prozent des erzeugten Stroms selbst genutzt werden können und zugleich einen Autarkiegrad von 60 bis 80 Prozent ermöglichen, wenn alles gut aufeinander abgestimmt ist. Das ist besonders vorteilhaft für Haushalte, die ihre Hauptlast am Abend haben und die Sonnenenergie während des Tages nicht voll ausnutzen können.
Ebenso profitieren Gebäude, die große Verbraucher wie eine Wärmepumpe oder ein E-Auto zugleich mit Solarstrom versorgen können. Dort rechnet sich die Anschaffung von PV-Anlage und Stromspeicher besonders schnell. Dank aktuell noch laufender Förderung für Wärmepumpen sogar häufig, wenn die Heizung parallel getauscht werden muss.
Faustregel zur Dimensionierung
Als grobe Faustregel gilt: Für 1.000 kWh Jahresverbrauch sollte der Stromspeicher etwa 1 kWh Speicherkapazität bieten. Die PV-Anlage sollte pro 1.000 kWh wenigstens 1 kWp Leistung besitzen. Eine leicht höhere Dimensionierung ist oft ratsam, um auch in Übergangszeiten bei suboptimalen Lichtbedingungen genügend Energie zu erzeugen. Ein Haushalt mit 10.000 kWh Jahresverbrauch sollte also eine PV-Anlage von mindestens 10 kWp, besser 11 kWp in Betracht ziehen, während 15 kWp definitiv überdimensioniert wären.
- Lest dazu: So baut Ihr ein Balkonkraftwerk
Die Vorteile einer synchronen Anschaffung
Die ideale Konfiguration eines PV-Systems wird oft erreicht, wenn die PV-Anlage und der Speicher gleichzeitig beschafft werden. Hat man erst eine PV-Anlage installiert und denkt später an einen Speicher, wird es schwieriger, die Komponenten optimal aufeinander abzustimmen. Dabei ist weniger die eigentliche Anschaffung problematisch, als dass eine Nachrüstung der PV-Anlage auf eine größere Leistung abermals zusätzliche Kosten verursacht. Bei der Dimensionierung sollte nicht nur der aktuelle Bedarf beachtet werden, sondern auch mögliche zukünftige Erweiterungen, wie etwa die zeitnah geplante Anschaffung eines Elektroautos oder einer Wärmepumpe.
Wie viel Strom Ihr tatsächlich benötigt, könnt Ihr durch die letzte Abrechnung Eures Energieversorgers herausfinden oder an Durchschnittswerten orientieren. Ein Zwei-Personen-Haushalt kommt schnell auf 3.000 kWh jährlich, während eine Familie mit vier Personen 4.000 kWh benötigt. Und wenn Ihr ein Elektroauto oder eine Wärmepumpe in Betracht zieht, könnt Ihr schnell bei Werten von 8.000 bis 10.000 kWh landen.
Letzten Endes kann der Betrieb einer Wärmepumpe mit selbst erzeugtem Strom aus der PV-Anlage eine lukrative Investition darstellen. So wird der teure Strom vom Anbieter zunehmend überflüssig, und Ihr nutzt die Sonnenkraft direkt für Euren Bedarf – eine Win-Win-Situation.
Quelle: N-TV
"...während 15 kWp definitiv überdimensioniert wären."
Unsere PV-Anlage ist mit 15,9 kWp um das ca. 4-fache "überdimensioniert". Dennoch beträgt die Amortisationszeit für den "überdimensionierten Teil" ca. 16 Jahre. Das ist ca. 4 früher als der Rest der gesamten Anlage.
Fazit: Dach mit Solar-Modulen "zupflastern".
Das wird in allen Fachforen empfohlen.
Ein überdimensionierter Akku in einer PV-Anlage hat Nachteile. Im Sommer wird er nicht vollständig (durch Verbrauch) entladen und im Winter kann er selten oder nie voll geladen werden (hätten wir nur die Hälfte auf dem Dach, würde der Akku (bei uns: 5,2 kWh) nie voll geladen werden). Das kann die Lebensdauer des Speichers negativ beeinflussen. Die Investitions- und Wartungskosten des Speichers verteilen sich auf eine geringere Menge tatsächlich genutzter Energie, wodurch die Wirtschaftlichkeit sinkt. Ob kleiner oder doppelt so großer Speicher - die Verluste (Coulomb-Wert) sind zwar (prozentual) gleich, aber in absoluten Zahlen (=Euro) macht es doppelt so viel aus.
Viele Batterien profitieren von regelmäßigen Lade- und Entladezyklen. Bei jedem Lade- und Entladevorgang treten Umwandlungsverluste auf. Wenn große Teile der gespeicherten Energie ungenutzt bleiben, verschlechtert sich die Effizienz der gesamten Anlage. Ein dauerhaft hoher Ladezustand (wie im Sommer) und ein niedrigerer Ladezustand (wie im Winter) kann die Batteriechemie belasten und die Lebensdauer verkürzen.
Selbst ein großer Speicher kann den Strombedarf im Winter nicht (vollständig) decken, da die PV-Produktion in dieser Jahreszeit stark reduziert ist. Nicht nur sind die Tage kürzer (erheblich weniger Produktion) sondern die Nächte sind länger (erheblich höherer Verbrauch bzw. Netzbezug). Der zusätzliche Nutzen eines großen Speichers ist daher sehr begrenzt oder völlig unwirksam.
Die Herstellung von Akkus ist ressourcenintensiv (z. B. Lithium und Kobalt). Ein überdimensionierter Speicher bindet unnötige Ressourcen, die effizienter genutzt werden könnten. Das durch einen kleineren und somit "passenderen" Speicher gesparte Geld sollte lieber in Module auf dem Dach investiert werden.
"Und wenn Ihr ein Elektroauto oder eine Wärmepumpe in Betracht zieht, könnt Ihr schnell bei Werten von 8.000 bis 10.000 kWh landen."
Für eine vollständige Ladung eines 75-kWh-Teslas benötigt man etwa 85 kWh Energie aus dem Speicher (Ladeverluste ca. 10–15 %). Da kommen für Otto-Normalverbraucher nur Teilaufladungen in Frage. Im Winter sind dann sowieso die Lichter schnell aus; wenn sie dann überhaupt angehen.
Das war auch bei uns das Fazit: Dach vollmachen, Akku anpassen.
Geht man rein nach der Amortisation, dann ist das allerdings nicht zwingend der richtige Ansatz. Je nachdem, wie die Vorlieben sind: Autarkie, Kostenersparnis oder eine schnelle Amortisation, da entscheidet man sich ggf. etwas anders.
Die Sache mit der Dimensionierung des Speichers ist wirklich nicht einfach und extrem individuell. Uns wurde z.B. auch empfohlen, mal den Verbrauch der WP über ein paar Nächte zu messen. Auch wichtig beim Speicher ist der Coulomb-Wert, oder kurz C-Wert, damit man auch die entsprechende Leistung aus einem Akku heraus (oder herein) bekommt. Kauft man Einen 5kWh-Akku mit 0,5C, dann kann der Akku nur max. 2,5kWh liefern. Da wird es schon schwierig, wenn Herd und Ofen gleichzeitig an sind.
Ich empfehle auch den PV-Rechner vom Akkudoktor. Der gibt detailliert aus, wann sich die Anlage amortisiert bzw. amortisieren kann. Da kann man schön an den Parametern herumstellen. Sonneneinstrahlung aus Jahr X, Akkugröße, PV-Anlagengröße und -ausrichtung, Preis, Einspeisevergütung, aktueller Strompreis etc.