Was ist die optimale Stromspeicher-Dimensionierung?

Optimale Dimensionierung und Auswahl von Stromspeichern für Solaranlagen

In Anbetracht der Investitionskosten für Solaranlagen sollte es das Anliegen aller Betreiber sein, den selbst erzeugten Strom aus erneuerbaren Energien optimal zu nutzen. Ohne eigenen Stromspeicher geht die Energie einfach verloren, wenn tagsüber niemand zuhause ist oder sie wird alternativ zu ungünstigen Konditionen ins Netz eingespeist. Mithilfe einer Speicherlösung können Sie dagegen den Solarstrom-Überschuss auch in den Abendstunden oder an Regentagen nutzen. Damit dies möglichst effektiv gelingt, sollten Sie sich für eine optimale Stromspeicher-Dimensionierung entscheiden. 

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Welche Faktoren sind bei der Dimensionierung von Energiespeichern wichtig?

Damit sich ein Speicher für die eigene Photovoltaikanlage tatsächlich rentiert, müssen verschiedene Einflussfaktoren berücksichtigt werden. Durch die gesunkene Einspeisevergütung, die Energieversorger heute noch zahlen, sind moderne Solaranlagen auf eine Eigenverbrauchsoptimierung ausgelegt. Grundsätzlich gilt die allgemeine Regel: Je höher Ihr Eigenverbrauch ist, desto größer sollte auch der Energiespeicher sein.  

Haben Sie noch weitere Fragen?

Die benötigte Leistung bzw. der Jahresstromverbrauch

Der Stromverbrauch variiert zwischen den Haushalten stark – je nachdem, ob Sie beispielsweise für Elektroautos oder Wärmepumpen zusätzlich Energie benötigen. Sie können sich aber an folgenden Durchschnittswerten orientieren: 

• 1 Person: ca. 1.800 bis 2.500 kWh pro Jahr
• 2 Personen: ca. 2.500 bis 3.500 kWh pro Jahr
• 3 Personen: ca. 3.500 bis 4.500 kWh pro Jahr
• 4 Personen: ca. 4.500 bis 5.500 kWh pro Jahr
• 5 Personen: ca. 5.500 bis 6.500 kWh pro Jahr

Ihre letzte Stromabrechnung liefert ebenfalls wichtige Hinweise zu Ihrem persönlichen Strombedarf. Wenn Sie weitere Informationen wünschen, lesen Sie bitte diesen Artikel.

Die Größe des Stromspeichers ist von der Solaranlagengröße abhängig

Für kleine Solaranlagen mit einer Leistung von bis zu 5 kWp und einem niedrigen Stromverbrauch kann ein kleinerer Stromspeicher mit einer Kapazität von 2 kWh bis 5 kWh ausreichen. Diese Speichergröße ermöglicht es Ihnen, den überschüssigen Solarstrom zu speichern und ihn abends oder nachts zu nutzen.

Mittelgroße Solaranlagen mit einer Leistung von 5 kWp bis 10 kWp und einem moderaten Stromverbrauch erfordern in der Regel einen Stromspeicher mit einer Kapazität von 5 kWh bis 10 kWh. Sie werden dadurch unabhängiger vom Netz und erhöhen Ihre Eigenverbrauchsquote.

Für große Solaranlagen mit einer Leistung von über 10 kWp und einem höheren Stromverbrauch, lohnt sich die Anschaffung eines entsprechend großen Stromspeichers. Die optimale Speicherkapazität liegt je nach individuellem Bedarf zwischen 10 kWh und 20 kWh oder sogar mehr.

Wie beeinflussen Wechselrichter die Dimensionierung des Stromspeichers?

Wechselrichter spielen eine wichtige Rolle bei der Dimensionierung eines Stromspeichers, da sie die Schnittstelle zwischen der Solaranlage, dem Stromspeicher und dem elektrischen Netz bilden. Die Leistungsfähigkeit des Wechselrichters bestimmt, wie viel Energie gleichzeitig von der Solaranlage in den Stromspeicher geladen oder vom Speicher ins Netz entladen werden kann. Wenn der Wechselrichter eine niedrigere Leistung hat, kann er nicht die volle Kapazität des Stromspeichers nutzen. Dadurch kommt es zu einer Überdimensionierung des Speichers. 

Wechselrichter haben eine gewisse Effizienz bei der Umwandlung von Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) und umgekehrt. Diese Effizienz beeinflusst den Wirkungsgrad des Stromflusses zwischen Solaranlage, Speicher und Netz. Ein ineffizienter Wechselrichter löst höhere Energieverluste aus, wodurch die erforderliche Kapazität des Stromspeichers ebenfalls erhöht ist.

Moderne Wechselrichter bieten oft fortschrittliche Steuerungsfunktionen für den Betrieb des Stromspeichers. Sie können den Lade- und Entladevorgang des Speichers optimieren, um den Eigenverbrauch zu maximieren und die Einspeisung ins Netz zu minimieren. Durch die intelligenten Steuerungsfunktionen des Wechselrichters optimieren Sie die erforderliche Speicherkapazität.

Was ist bei der Auswahl des Stromspeichers wichtig? 

Bevor Sie sich für einen Energiespeicher entscheiden, sollten Sie wichtige Faktoren berücksichtigen, die für den Kauf ausschlaggebend sind. 

• Speicherkapazität
  Die Speicherkapazität bestimmt, wie viel Energie der Speicher aufnehmen kann. Sie sollte an den individuellen Stromverbrauch und den Eigenverbrauchsanteil angepasst werden. Ein Beispiel: Sie haben einen täglichen Stromverbrauch von 20 kWh und ihre Solaranlage erzeugt unter optimalen Bedingungen 30 kWh. In diesem Fall ist eine Stromspeicher-Dimensionierung von 10 kWh sinnvoll.
  
• Effizienz
  Die Effizienz des Stromspeichers bezieht sich darauf, wie viel Energie während des Lade- und Entladevorgangs verloren geht. Ein hoher Wirkungsgrad bedeutet, dass geringere Energieverluste entstehen und mehr Energie nutzbar ist.
  
• Anzahl der Ladezyklen
  Die Anzahl der Ladezyklen eines Stromspeichers gibt an, wie oft der Speicher vollständig geladen und entladen werden kann, bevor seine Leistung abnimmt. Die genaue Anzahl der Ladezyklen kann je nach Speichertyp und Hersteller variieren. Typischerweise haben Lithium-Ionen-Batterien, die häufig für Stromspeicher verwendet werden, eine hohe Anzahl von Ladezyklen zwischen 5.000 bis 10.000, bevor ihre Kapazität auf etwa 80% der ursprünglichen Kapazität abnimmt. Dies bedeutet, dass der Speicher bei täglichem vollständigem Lade- und Entladevorgang etwa 10 bis 15 Jahre lang seine volle Leistungsfähigkeit behält.
  
• Netzanschluss
  Ein Stromspeicher wird in der Regel an das elektrische Netz angeschlossen, um den Austausch von überschüssiger Energie mit dem Netz zu ermöglichen. Darüber hinaus können einige Stromspeicher auch zur Netzstabilität und zur Bereitstellung von Lastausgleichsdiensten beitragen, indem sie bei Bedarf Energie ins Netz einspeisen oder aus dem Netz beziehen. 

Verschiedene Speichertypen und ihre Vor- und Nachteile 

Die Entwicklungen im Bereich Solaranlagen schreiten erheblich voran und so entstehen auch immer neue, fortschrittlichere Speicherlösungen. 

• Lithium-Ionen-Batterien
  Lithium-Ionen-Batterien sind die am häufigsten verwendeten Stromspeicher für Solaranlagen. Sie bringen eine hohe Energiedichte mit, überzeugen mit einer guten Effizienz und einer lange Lebensdauer. Diese Speicher sind in verschiedenen Größen und Kapazitäten erhältlich und können je nach Bedarf skaliert werden.
  
• Blei-Säure-Batterien
  Diese Batterien waren früher eine weit verbreitete Option für Solaranlagen, da sie im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien kostengünstiger sind. Allerdings haben diese Speicherlösungen eine geringere Energiedichte und eine begrenzte Lebensdauer. Sie werden oft in kleineren, kostengünstigen Systemen eingesetzt.
  
• Redox-Flow-Batterien
  Hinter den Redox-Flow-Batterien steht eine Technologie, die in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnen hat. Sie verwenden chemische Lösungen, die in getrennten Tanks gespeichert werden und durch Membranen fließen. Redox-Flow-Batterien bieten hohe Skalierbarkeit und eine lange Lebensdauer. Diese Lösungen sind im Allgemeinen aber nicht für den privaten Bereich sinnvoll. 

Wie kann ein Stromspeicher dazu beitragen, die Netzstabilität zu verbessern?

Ein Stromspeicher nimmt überschüssige Energie aus den Solarmodulen auf, wenn die Stromerzeugung hoch ist. Diese Energie kann er zu Spitzenlastzeiten bei entsprechender Nachfrage abgeben und den Lastausgleich im Netz unterstützen, indem er die Schwankungen zwischen Angebot und Nachfrage ausgleicht.

Stromspeicher können auch verschiedene Netzdienstleistungen erbringen, um die Netzstabilität zu unterstützen. Dazu gehören das Bereitstellen von Kurzzeitreservekapazitäten, das Bereitstellen einer Blindleistung zur Kompensation von Leistungsungleichgewichten und das Stützen der Netzqualität durch die Bereitstellung einer konstanten Leistung.

Voraussetzungen für die Installation eines Stromspeichers

Ein Stromspeicher lohnt natürlich nur in Kombination mit einer Solaranlage, die in ihrer Größe optimal darauf abgestimmt ist. Stromspeicher benötigen Platz für die Installation und sollten sich immer in der Nähe der Solaranlage befinden, damit der erzeugte Strom keine langen Wege zurücklegen muss. Der Stromspeicher muss elektrisch mit dem bestehenden Stromnetz und der Solaranlage kompatibel sein. Ein Fachbetrieb übernimmt den korrekten Anschluss und die Absicherung der elektrischen Verbindungen. 

AC – oder DC-Anbindung: Was ist der Unterschied? 

Aus technischer Sicht ist es entscheidend, ob der Stromspeicher eine AC- oder eine DC-Anbindung hat. Ein AC-System können Sie direkt hinter dem Wechselrichter anschließen, sodass der Speicher unabhängig von der Solaranlage arbeiten kann. DC-gekoppelte Systeme werden direkt hinter den Photovoltaikmodulen angeschlossen und noch vor dem Wechselrichter.

In diesem Fall kann der bestehende Wechselrichter oft nicht weiterverwendet werden und Sie müssen den Speicher an die Größe der Photovoltaikanlage anpassen. Eine einfachere und kostengünstigere Lösung ist in den meisten Fällen die Integration eines AC-Systems. Die Verwendung von reinen DC-gebundenen Speichern ist keine gängige Lösung mehr.