Einteilung in Anwendungsbereich: In welchen Kategorien denkt die Speicherbranche?

Konsumartikelbatterien: Wer kennt sie nicht? Die nicht wiederaufladbaren Batterien in Fernbedienung, portablen Radios und Kinderspielzeug. In den meisten Fällen liegt ihnen eine Alkali-Mangan-Zelle zu Grunde, wodurch sie auch oft als Alkaline bezeichnet werden. Ihre Kapazität bewegt sich je nach Größe und Leistungsabgabe in den hundert bis tausend mAh (Milliamperestunden).

Heimspeicher: Die Heimspeicherbatterie bildet nach dem starken Boom an hauseigenen Photovoltaikanlagen eine eigene Kategorie. Sie umfasst meist zwischen 3 und 20 kWh (Kilowattstunden) und besteht heute überwiegend aus der Lithium-Ionen oder Blei-Technologie.

Elektrofahrzeug: Vermehrt nehmen Hybrid- und Elektro-PKWs Einzug in den Verkehr.  In ihnen befinden sich meist Lithium-Ionen-Zellen, die je nach Reichweite eine Kapazität von 30 bis 100 kWh aufweisen. (Die größte Reichweite erzielt zurzeit das Tesla Model X 100D mit einer Kapazität von 100 kWh.) Zu den Elektrofahrzeugen zählen aber zunehmend auch LKWs und Elektroschiffe, die auch höhere Kapazitäten messen.

Gewerbe- und Netzspeicher: Großspeicher werden in Unternehmen eingesetzt, die weit mehr als ein Privatheim verbrauchen oder sie werden als Stabilisierungseinheit fürs Netz gebraucht. Im Moment befinden sich in diesem Sektor auch überwiegend Lithium-Ionen-Technologien, wobei die größte Anlage stolze 1200 MWh aufweist (Moss Landing Energy Storage Facility in Monterey County, Kalifornien).

Was sind die Vorteile einer Lithium-Ionen-Batterie?

Die Lithium-Chemie überzeugt mit einem hohen Wirkungsgrad, einer hohen Energiedichte (kleine Dimensionen mit hoher Leistung) und einer vergleichsweise langen Lebensdauer. Auch die Selbstentladungsrate liegt niedrig. Da die Lithium-Ionen-Technologie auch in PKWs zunehmend zur Anwendung kommt, sinkt der Preis stetig.

Gibt es Stromspeicherhersteller in Österreich?

Ja, die gibt es. Das Unternehmen Bluesky Energy stellt Salzwasserspeicher her und hat den Hauptsitz in Oberösterreich.  Auch das österreichische Unternehmen Fronius, eine der erfolgreichsten Wechselrichterhersteller der Welt, bietet Stromspeicher an. Bekannt in Österreich ist auch noch neoom, ein Unternehmen der Familie Kreisl mit breitem Produktportfolio zum Thema Solarspeicher.

Ist eine Nachrüstung mit einem Speicher möglich?

Grundsätzlich ist dies immer möglich. Am besten eignet sich dafür die AC Kopplung des Speichers, also der Anschluss hinter dem Wechselrichter und somit unabhängig vom Rest der Anlage. Diese Art der Kopplung ist im Gegensatz zu der DC Kopplung unkomplizierter und kostengünstiger, weil der bereits bestehende Wechselrichter nicht auf die Ankopplung eines Speichers ausgelegt sein muss.

Welche Teile beinhaltet mein Heim- bzw. Gewerbespeichersystem?

  • Speichereinheit: Akkumulator mit Managementsystem (BMS)
  • Leistungseinheit: Batteriewechselrichter oder Spannungswandler
  • Energiemanagement: Zählerinfrastruktur & Steuerung

Herzstück des Speichersystems ist sicher der eigentliche Akkumulator mit integriertem BMS (englisch für Battery Monitoring System). Das BMS hat die Funktion eines Zellüberwachungs- und Managementsystems. Darin findet die Kommunikation zwischen den einzelnen Zellen und Modulen statt. Zur Kopplung mit PV-Anlage, Verbraucher und Netz braucht es dann je nach Integrationsart in das PV-System (DC oder AC) ein Batteriewechselrichter oder Spannungswandler. Geregelt wird das ganze dann über die Steuerung, die das Zusammenspiel der verschiedenen Komponenten realisiert und auch die gewünschte Visualisierung auf Verbraucherebene möglich macht.

Welche Integrationsarten ins Hausnetz gibt es?

Es gibt mittlerweile drei verschiedenen Arten den Solarspeicher mit dem Generator und dem Wechselrichter zu verbinden:

  1. AC-gekoppelt. AC steht für „alternating current“ und bedeutet auf Deutsch Wechselstrom. Der Speicher wird also nach dem Wechselrichter der Solaranlage platziert, der den sonnengenerierten Gleichstrom in Wechselstrom umgewandelt. Da eine Batterie aber nur Gleichstrom speichern kann, muss der Strom vor der Batterie mittels eines Batteriewechselrichters wieder in Gleichstrom transformiert werden.
  2. DC-gekoppelt. DC steht für „direct current“ und bedeutet auf Deutsch Gleichstrom. Der Speicher wird also zwischen den PV-Generator und dem Wechselrichter angeschlossen. Der Strom vom Dach wird über einen Laderegler in die Batterie eingespeist.
  3. DC-Generator-gekoppelt. Hierbei wird der Speicher mitsamt des Ladereglers zwischen den Modulen und dem Wechselrichter geschaltet. Damit kann ein Speicher DC seitig nachgerüstet werden, auch wenn der Wechselrichter das nicht vorsieht.

Eine Übersicht zu den Vor- und Nachteilen dieser Systemvarianten finden Sie hier.
Marktübersicht Batteriespeicher für Photovoltaikanlagen – pv magazine Deutschland (pv-magazine.de)
Anschluß einer Batterie an eine PV-Anlage: AC-seitig und DC-seitig (photovoltaik-web.de)
Photovoltaik Eigenverbrauch erhöhen mit Solarstromspeichern | Sunstone

Wie lange hält Strom in Batterien?

Batterien haben wegen des elektrochemisch aktiven Materials eine inhärente Selbstentladung. Es finden ständig chemische Nebenreaktionen statt, die zu einer schleichenden Selbstentladung führen. Mit zunehmender Temperatur und höherem Ladezustand nimmt diese Selbstentladungsrate zu.

Bei Lithium-Ionen-Batterien liegt die Selbstentladungsrate bei unter 2% pro Monat. (bei 20°)

Macht mich ein Sonnenspeicher autark?

Der Autarkiegrad kann erhöht werden, indem Anlagengröße und Eigenverbrauch vergrößert werden. Da bei Eigenheimanlagen meist der Platz am Dach eingeschränkt ist und der Verbrauch tagsüber nur bedingt groß werden kann, ist vollständige Autarkie bei Eigenheimen aber auch an Industrieanlagen meist unmöglich bzw. mit erheblichen Investitionskosten verbunden. In unseren Breitengraden ist volle Autarkie auch wegen der ertragsarmen Wintermonate unrentabel.

Der Autarkiegrad vergrößert sich durch den Zubau eines Speichers aber erheblich. Dieser kann sich durch geeignete Dimensionierung von ca. 30% auf ca. 70% erhöhen.

Einen fundierten Unabhängigkeitsrechner für Ihren Eigenheimsolarstromspeicher finden Sie hier.

Was ist der Unterschied zwischen Eigenverbrauch und Autarkie?

Der Eigenverbrauch gibt an, wie viel des erzeugten Stroms selbst verbraucht werden kann. Der Autarkiegrad (0-100%) gibt an, wie viel des verbrauchten Stroms selbst erzeugt wird. Es sind also beides Werte relativ zu einer unterschiedlichen Basis.

Beim Autarkieanteil kann man dann nochmals zwischen dem bilanziellen und dem lokalen Autarkiegrad unterscheiden: Lokale Autarkie ist gegeben, wenn zu jeder Zeit ohne Netz genug Strom selbst erzeugt wird. Bilanzielle Autarkie kann aber bereits bestehen, wenn sich die Zeiträume der Unterversorgung und die Zeiträume der Überproduktion ausgleichen.

Eigenverbrauch [%] = selbst genutzter Strom/gesamt produzierter Strom
Autarkie [%] = selbst genutzter Strom/gesamter Stromverbrauch