Solarstrom auf Abruf

Solarstrom auch nachts nutzen

Batteriespeicher für Photovoltaikanlagen puffern Produktionsspitzen. Sie verhindern, dass Solarstrom zu wenig attraktiven Konditionen ins Netz eingespeist werden muss.

Grundsätzlich fällt Solarstrom dann an, wenn die Sonne scheint. Dies bedeutet, dass die Ertragsspitzen über Mittag und im Sommer liegen. Da dies nicht zwingend mit den Zeiten des höchsten Verbrauchs übereinstimmt, produzieren Photovoltaikanlagen überschüssigen Strom, der ins Netz eingespeist wird. Die Vergütung, die man dafür erhält, ist allerdings nicht sehr attraktiv. Deshalb ist es wirtschaftlicher, den Eigenverbrauch hochzuhalten, etwa durch den bewussten Einsatz von Haushaltgeräten oder das Laden des E-Autos, während die Sonne scheint. 

Batterie steigert Eigenverbrauch

Eine weitere Möglichkeit, den Eigenverbrauch zu optimieren, ist das Speichern von überschüssigem Solarstrom in einer Batterie. Steht mehr Elektrizität zur Verfügung, als aktuell verwendet werden kann, fliesst der Überschuss in die Batterie. So steht er zur Verfügung, wenn in den Abend- oder Nachtstunden Strom benötigt wird. Ist der Bedarf tagsüber höher als die von der Photovoltaikanlage produzierte Menge, lässt sich der Speicher ebenfalls anzapfen – egal ob er vollständig oder nur teilweise geladen ist.

Erst wenn der gespeicherte Strom nicht mehr ausreicht, wird zusätzlicher vom Netz bezogen. Auf diese Weise ist es möglich, einen Grossteil der benötigten Strommenge mit der durch die Photovoltaikanlage erzeugten Elektrizität abzudecken. In einem Einfamilienhaus können gemäss dem Branchenverband «Swissolar» Eigenverbrauchsanteile von bis zu 90 Prozent erreicht werden. Der effektive Eigenverbrauchsanteil hängt jedoch von verschiedenen Faktoren wie zum Beispiel vom Verbraucherverhalten und von der Anlagengrösse ab.

Anlagen- und Batteriegrösse

Ausschlaggebend für die benötigte Leistung der Photovoltaikanlage sind etwa die Verbraucher und der gewünschten Autarkiegrad. Gemäss der Statistik Sonnenenergie 2021 lag die Leistung bei neu installierten Anlagen auf Einfamilienhäusern im Durchschnitt bei knapp 11 kWp. Auch bei der Batterie wird die Speicherkapazität an den jeweiligen Bedarf angepasst. Grundsätzlich sollte der Speicher gross genug sein, einen Haushalt vom Abend bis zum nächsten Morgen mit Solarstrom zu versorgen. Für einen durchschnittlichen Vier-Personen-Haushalt mit einem Jahresstromverbrauch von etwa 4500 kWh ist eine Kapazität von 4 bis 6 kWh meist ausreichend. Im Idealfall regelt ein Energiemanagement, wann die Batterie ge- und entladen wird – entweder indem der Eigenverbrauch maximiert oder das Netz maximal entlastet wird. Je nach System lassen sich auch Wetterprognosen mitberücksichtigen.

Wem die Autarkie besonders wichtig ist, investiert am besten in ein System mit höherer Speicherkapazität (und auch in eine grössere Solaranlage). Dadurch sinkt der Anteil des Stroms, der aus dem Netz bezogen werden muss. Der Netzbezug wird allerdings immer etwa 10 bis 30 Prozent betragen, da zwischen Dezember und Februar die Solarerträge zu niedrig sind, um den Bedarf der Verbraucher im Haushalt zu decken.

Lebensdauer und Ladezyklen

Für Solarbatterien werden hauptsächlich Blei- und Lithium-Ionen-Akkus aber auch Nickel-Metallhydrid-Batterien (NiMH) verwendet, wobei in den vergangenen Jahren vermehrt die Lithium-Ionen-Technik zum Einsatz kommt. Sie hat eine etwas geringere Speicherkapazität als Blei-Akkus, ihr Wirkungsgrad ist allerdings sehr hoch und sie weist gegenüber Blei-Akkus eine erheblich längere Lebensdauer auf. Hersteller geben zumeist Zyklenzahlen an, die beschreiben, wie viele Zyklen ein Speicher aushält. Ein Zyklus bedeutet das einmalige Laden, Speichern und Entladen des Speichers, wobei die gesamte Kapazität des Speichers genutzt wird. Moderne Stromspeicher erreichen bis zu 106 000 Ladezyklen. Die Lebensdauer einer Batterie hängt aber nicht nur von der Anzahl der Lade- und Entladezyklen ab. Wird eine Batterie nicht verwendet, unterliegt sie einer natürlichen Alterung. Wirtschaftlicher ist es, wenn die Batterie ausgelastet wird und durch hohe Zyklenanzahl altert als durch reine Materialalterung. Lithium-Ionen-Batterien erreichen heute eine Lebensdauer von etwa 20 Jahren.

Technik, Platzbedarf und Kosten

Solarmodule erzeugen Gleichstrom, der zur Einspeisung ins Netz mit einem Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt wird. Bei Batteriespeichern unterscheidet man zwischen Gleichstrom- und Wechselstrom-gekoppelten Systemen. Gleichstrom-gekoppelte Energiespeicher teilen sich mit der PV-Anlage denselben speziell auf die Gesamtanlage abgestimmten Wechselrichter. Ein Wechselstrom-gekoppelter Energiespeicher hat seinen eigenen Wechselrichter. Der Energiespeicher wird also unabhängig von der PV-Anlage betrieben. Diese Variante eignet sich sowohl für eine neue PV-Anlage als auch für die Nachrüstung einer bestehenden Anlage.

Der Preis eines Stromspeichers für ein Einfamilienhaus liegt derzeit gemäss Swissolar zwischen 1000 und 2500 Franken pro Kilowattstunde (inklusive Wechselrichter und Installation). Der Platzbedarf einer Batterie beträgt etwa 1 m². Der Boden oder die Wand muss ausreichend tragfähig beziehungsweise stabil sein, da die Stromspeicher zwischen 80 und 160 kg wiegen.

Wer den Kauf eines Speichers erwägt, muss also verschiedene Aspekte berücksichtigen. Im Zentrum der Überlegungen stehen aber immer eine erhöhte Unabhängigkeit und die Möglichkeit, Ertragsüberschüsse zu puffern. Kontaktieren Sie Ihren ELITE Electro-Partner, er berät Sie gerne.