Batteriespeicher Photovoltaik
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Batteriespeicher Photovoltaik

Braucht man einen – oder nicht?

21.08.2023

6 min.

Photovoltaikanlagen erzeugen Ökostrom, der sofort genutzt werden kann. Produziert wird der Strom bei Sonnenschein; also am Tag, wenn die meisten Menschen gar nicht zu Hause sind. Abends steigt der Energiebedarf, doch dann ist die Sonne weg – und mit ihr der Ökostrom. Abhilfe schafft ein Batteriespeicher, der Photovoltaik-Strom speichert und für später nutzbar macht. Wann lohnt sich die Anschaffung?

Batteriespeicher: Photovoltaik flexibel nutzen

Solarzellen auf dem Dach haben die meisten schon einmal gesehen. Aber unter einem Batteriespeicher für Photovoltaikanlagen können sich viele nichts Konkretes vorstellen. Aufs Dach gehört er jedenfalls nicht – ganz im Gegenteil. In der Regel wird ein Photovoltaik-Stromspeicher im Keller untergebracht. Er sieht aus wie ein großer Kasten und besteht üblicherweise nicht aus einer einzelnen Batteriezelle, sondern aus vielen, die zusammengeschaltet sind. Für einen einwandfreien Ablauf und die technische Sicherheit sorgt ein Batteriemanagementsystem. Es überwacht die Zellen insbesondere beim Lade- und Entladeprozess, um die Sicherheit zu gewährleisten – beispielswiese um Tiefentladung und Überladung oder das Abschalten bei kritischen Temperaturen zu verhindern.

Photovoltaik-Stromspeicher: Die Vor- und Nachteile im Überblick

Ein Batteriespeicher für Photovoltaik bietet einige Vorteile:

  • Flexibilität: Sie müssen den Strom nicht sofort verbrauchen, sondern können ihn „aufheben“.
  • Unabhängigkeit: Ökostrom ist günstiger als der Strom der großen Energieversorger. Wer also mehr davon produziert und seinen Bedarf damit abdecken kann, spart Geld.
  • Tut für die Umwelt Gutes: Je mehr Ökostrom produziert wird, desto näher kommen wir den Klimazielen. Jede Photovoltaikanlage auf dem Dach hilft dabei, die CO2-Emmissionen zu verringern.  

Allerdings bringt er auch Nachteile mit sich:

  • Höhere Kosten: Wer sich einen Stromspeicher für die PV-Anlage zulegt, muss mit merklich höheren Kosten bei der Anschaffung rechnen. Hinzukommen Ausgaben für Installation und Wartung. Außerdem weisen Batteriespeicher auch energetische Verluste auf und sind aktuell recht teuer.
  • Mäßige Ökobilanz: Lithium-Ionen-Batterien sind vor allem wegen der Materialien Lithium und Kobalt kritisch zu sehen, was Umweltverträglichkeit und soziale Missstände bei der Gewinnung der Materialien betrifft – so berichtet es die Verbraucherzentrale Nordrhein-Westfalen und betont, dass Veränderungen durch strengere Produktionsgesetzgebung, verbessertes Recycling und die Forschung an Rohstoffalternativen dringend nötig seien und zum Teil auch schon umgesetzt würden.
  • Platz muss da sein: Der Batteriespeicher für Photovoltaik muss natürlich irgendwo untergebracht werden. Zusätzlich müssen Sie auf eine gute Entlüftung achten. Generell gilt: Der Keller ist der ideale Platz – nicht der Dachboden.

Photovoltaik-Stromspeicher: Diese Varianten gibt es

Für eine Solaranlage mit Batteriespeicher werden hauptsächlich organische und anorganische Stromspeicher eingesetzt – zum Beispiel Blei- und Lithium-Ionen-Akkus. Hier erhalten Sie einen Überblick über die wichtigsten Typen:

Bleiakkus haben den Markt lange Zeit dominiert, sind aber nun so gut wie verschwunden. Sie wandeln die elektrische Energie der Solarzellen in chemische Energie um und halten sie für eine gewisse Zeit vor. Die Bleiakkus sind mit 37-prozentiger Salzsäure befüllt und gelten wegen ihrer geringen Herstellungskosten als besonders wirtschaftlich. Da die Säure aber möglicherweise auslaufen oder ausdampfen kann, sind Bleiakkus auch ein Stück weit risikobehaftet. In geschlossenen Räumen dürfen sie deshalb nur genutzt werden, wenn eine Lüftungsanlage vorhanden ist. Noch ein Nachteil: Bleiakkus halten im Schnitt nur acht bis zehn Jahre. Dann müssen sie ausgetauscht werden. Vorteil: Sie lassen sich leicht recyceln.

Dabei handelt es sich um Akkus, bei denen sich Verbindungen des Metalls in allen drei Phasen der Batterie finden: Anode, Kathode und Elektrolyt enthalten Lithium-Ionen. Lithium-Ionen-Akkus unterscheiden sich nicht grundsätzlich von Blei-Akkus. Nur der Ladungsträger ist anders. Beim Beladen des Speichers wandern Lithium-Ionen von der positiven Elektrode zur negativen Elektrode des Akkus und bleiben dort gespeichert, bis der Akku wieder entladen wird. Lithium-Ionen-Akkus haben viele Vorteile. Sie halten wesentlich länger als Blei-Akkus, sie sind leichter und kompakter und benötigen nicht so viel Platz bei der Installation.

Bei dieser Art von Photovoltaik-Stromspeichern dient Lithium-Cobalt als chemisches Material für die positive Elektrode. Durch die Zugabe weiterer Stoffe sind Lithium-Nickel-Mangan-Cobalt-Akkus entstanden. Die Mischung sorgt dafür, dass sich die Energiedichte der Batterie weiter erhöht. Deshalb haben sie wenig Gewicht. Der Nachteil ist jedoch, dass Nickel und Cobalt giftig sind und in anderen Ländern teilweise unter menschenrechtlich kritischen Bedingungen abgebaut werden.

Hierbei wird Lithium-Eisenphosphat als Material für die Elektroden genutzt. Lithium-Eisenphosphat-Speicher sind sehr robust, langlebig und deutlich günstiger als Lithium-Batterien. Sie enthalten kein kritisches Kobalt oder Nickel, erreichen hohe Zyklenzahlen und sind preisweiter als beispielsweise Lithium-Nickel-Mangan-Cobalt-Speicher.

Was kostet ein Stromspeicher für die PV-Anlage?

Entscheiden Sie sich für einen Photovoltaik-Stromspeicher, müssen Sie mit höheren Kosten rechnen. Als Faustformel kann man sagen, dass ein Batteriespeicher für PV-Anlagen für ein klassisches Einfamilienhaus eine Speicherkapazität in Kilowattstunden zwischen 0,9 bis 1,6 mal der Leistung der Anlage in kWpeak aufweisen sollte. Das bedeutet bei einer PV-Anlage von 5 kWp eine Speicherkapazität zwischen vier und acht kWh. Stromspeicher können bis zu 2.500 Euro pro Kilowattstunde-Speicherkapazität kosten. Interessant ist, dass kleinere Speicher verhältnismäßig teurer sind als große. 

Lohnt es sich, eine bestehende Anlage mit einem Batteriespeicher für Photovoltaik nachzurüsten?

Das lässt sich pauschal nicht beantworten. Ist eine PV-Anlage beispielsweise schon sehr alt und erreicht bald – rein rechnerisch – ihr Lebensende, sollten Sie sich sehr gut überlegen, ob es noch sinnvoll ist, eine solche Photovoltaikanlage mit einem neuen Speicher auszustatten. Häufig fallen auch noch weitere Kosten an. Zum Beispiel sind die Zählerschränke in alten PV-Anlagen oft nicht mehr auf dem neusten Stand und auch der Wechselrichter muss ausgetauscht werden. Andererseits kann es aber auch Sinn machen, insbesondere alte Anlagen aufzurüsten, weil sie aus der Einspeisevergütung fallen und hier die Speicherung des Ökostroms für den Eigenverbrauch noch eine höhere Bedeutung bekommt. Im Zweifel ist es sinnvoll, sich von einer Fachfirma beraten zu lassen.

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