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AU11.08.2022 11:39
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Solarstromspeicher: Solarstrom flexibel verwenden
Photovoltaik-Anlagen gehören auf jedes moderne Dach. Mit einem Solarstromspeicher entfalten die Solarmodule ihr ganzes Potenzial. Erfahren Sie hier worauf es ankommt.
Inhalt
Was sind Solarstromspeicher?
Solarstromspeicher in Zahlen
Stromspeicher bei Neu- und Alt-Photovoltaikanlagen
Nachrüstung: AC-gekoppelte Systeme
Neuinstallation: DC-gekoppelte Systeme
„Netzdienliche“ Solarstromspeicher
Die richtige Batteriegröße wählen
Modulare Batteriesysteme
Welche Batterietechnik empfiehlt sich?
Entladetiefe verstehen
Hoher Wirkungsgrad
Der Testsieger unter den Solarstromspeichern
Lohnt sich die Anschaffung eines Solarstromspeichers
Ersatzstrom für Versorgungssicherheit
Solarstromspeicher auf einen Blick
Was sind Solarstromspeicher?
Im Prinzip ist ein Solarstromspeicher eine Batterie, ein Akku. Immer wenn Ihre Solaranlage einen Überschuss an Solarstrom produziert, speichern Sie den Strom in dieser Batterie und nutzen ihn bei Bedarf, anstatt ihn – wie bisher - in das öffentliche Stromnetz einzuspeisen. Sie reduzieren damit Ihren jährlichen Stromzukauf. Da der Zukauf von Strom teurer ist als der eigene Solarstrom, sparen Sie durch den Solarstromspeicher bei den Stromkosten.
Die Leistung dieser „Solar-Akkus“ ist mittlerweile so groß, dass ein Solarstromspeicher Ihr Haus über mehrere Stunden mit Strom versorgen kann. Zudem werden die Solarstromspeicher immer effizienter. In einem Energiesystem, das in der Zukunft von kleinen, dezentralen Einheiten bestimmt wird, kommt den Solarstromspeichern für das Eigenheim eine Schlüsselrolle zu.
Vorteile von Solarstromspeichern
Ein entscheidender Vorteil von Sonnenenergiespeichern ist, Sie werden unabhängiger. Unabhängiger vom Wetter und von Stromversorgern. Im Überblick:
- Effiziente Nutzung der Solarenergie
- Unabhängigkeit von konventionellen Stromversorgern
- Senkung der Stromkosten durch erhöhten Eigenanteil
- Künftigen Strompreiserhöhungen weniger ausgesetzt
- Unabhängigere PV-Nutzung von Tageszeit und Wetterlage
Solarstromspeicher in Zahlen
Wie beliebt Solarstromspeicher mittlerweile sind, zeigt sich am rasanten Wachstum. Allein im Jahr 2020 wuchs der Bestand an Speichern um über 120.000. Der Trend verstärkt sich zunehmend.
Quelle: BSW-Solar e.V.
Stromspeicher bei Neu- und Alt-Photovoltaikanlagen
Trotz dieses großen Zuwachses an Solarstromspeichern sind die meisten älteren Photovoltaik-Anlagen noch ohne Speicher ausgestattet. Im Jahr 2022 gibt es in Deutschland 2,2 Millionen PV-Anlagen. Stellt sich die Frage: Lassen sich diese Solarsysteme mit einem Speicher nachrüsten? Das ist kein Problem. Die Mehrzahl der PV-Anlagen lässt sich mit einem Solarstromspeicher ausrüsten.
Weil PV-Anlagen Gleichstrom produzieren, der erst durch einen sogenannten Wechselrichter zu nutzbarem Wechselstrom umgewandelt wird, gibt es zwei verschiedene Möglichkeiten der Speicherankopplung: AC-gekoppelte Systeme und DC-gekoppelte Systeme. Die Begriffe AC und DC stehen hier für Alternating Current und Direct Current, also Wechselstrom und Gleichstrom.
Nachrüstung: AC-gekoppelte Systeme
Für die Speichernachrüstung eignen sich AC-Speichersysteme ideal. Sie besitzen einen bidirektionalen Batteriewechselrichter. Er wandelt den bereits umgewandelten Wechselstrom wieder zurück in Gleichstrom um, um ihn speichern zu können. Vor der Nutzung wird der Strom dann noch einmal von dem PV-Wechselrichter zu Wechselstrom transformiert. So lässt sich der Strom für die haushaltsüblichen Elektrogeräte verwenden.
Ein AC-gekoppeltes Speichersystem hat einen weiteren Vorteil: Es hält durch hohe Spannungen die Lade- und Entladeströme niedrig. Die Temperaturzyklen innerhalb der Batterie verändern sich dabei nur minimal. Dadurch erhöht sich die Lebensdauer der Batterie deutlich.
Der Anschluss eines AC gekoppelten Speichersystems ist einfach. Der Anschluss des „Nachrüst“-Speichersystems erfolgt direkt an der bestehenden PV-Anlage. Die Inbetriebnahme erfolgt mittels der RCT Power App.
Neuinstallation: DC-gekoppelte Systeme
Falls Sie eine neue Photovoltaik-Anlage anschaffen möchten, empfehlen sich ein DC-gekoppeltes Solarspeichersysteme. Hier kann auf die doppelte Umwandlung verzichtet werden. Ein Wechselrichter ist direkt mit der Photovoltaik-Anlage gekoppelt. Er kann die Energie direkt von den Solarmodulen aufnehmen und in einer Batterie speichern. Sprich, der hybride Wechselrichter steuert gleichzeitig die Be- und Entladung des Batteriespeichers. Dabei wird die Spannung der in Reihe verschalteten Solarmodule an die Spannung der Batterie angepasst. Um dann die Batterie zu entladen, nutzt der DC-gekoppelte Speicher denselben Wechselrichter wie für die PV-Anlage. Ein zusätzlicher Wechselrichter für die Batterie wird somit nicht benötigt. Die Energie kann auf diese Weise in das Hausnetz eingespeist oder zunächst in der Batterie gespeichert werden. Ein DC-gekoppelte Solarspeichersystem von RCT Power ist daher eine sehr effiziente Methode, Solarstrom für den eigenen Bedarf zu nutzen.
Bei beiden Systemen wird der überschüssige Strom, der von der PV-Anlage erzeugt wird, nicht in das Stromnetz, sondern automatisch an Haushaltsverbraucher wie Waschmaschine respektive zur Batterie weitergeleitet. Dafür sorgen vorprogrammierte Schaltausgänge. So können Sie sicher sein, dass Sie den erzeugten Strom auch selbst nutzen.
Auch wenn der Einbau der Solarstromspeicher relativ einfach ist, sollten Sie die Arbeit stets von Fachhandwerkern ausführen lassen.
„Netzdienliche“ Solarstromspeicher
Ganz gleich, ob Sie eine neue Photovoltaik-Anlagen samt Speicher installieren oder Ihre bestehende Anlage mit einem Akku nachrüsten, Sie sollten darauf achten, dass Ihr Solarstromspeicher „netzdienlich“ ausgelegt ist. Was heißt das?
Die kurze Antwort: Die Akkus speichern Ihre Solarenergie so, dass es zu keiner Netzüberlastung kommt. Denn unsere bundesweiten Stromnetze verfügen über eine eingeschränkte Kapazität. Wird zu viel Strom gleichzeitig eingespeist, kommt es zu Netzüberlastungen. Das kann zum Beispiel passieren, wenn über einen längeren Zeitraum in einer Region die Sonne scheint und die Photovoltaik-Anlagen fleißig Strom produzieren, den die Produzenten nicht sofort verbrauchen, sondern ins Netz einspeisen. Gelangt dann der Strom aufgrund der Überlastung nicht zum Verbraucher, spricht man von einem Netzengpass. Das möchte man möglichst verhindern. Dabei helfen Solarstromspeicher.
Doch auch hier taucht ein Problem auf: die Kapazität der Batterie. Irgendwann ist sie „voll“. Würde jeder an seinem Sonnentag ab morgens seinen Strom speichern, wäre die Ladekapazität mittags erreicht, und erneut fließt der selbstproduzierte Strom zeitgleich ins öffentliche Netz. Das Problem der Netzüberlastung wäre nur verschoben.
Prognosebasierte Ladestrategie
Einen Ausweg aus diesem Dilemma bieten Solarstromspeicher mit einem prognosebasierten Lademanagement. Es unterscheidet sich von der vereinfachten Ladestrategie, bei der der erzeugte Strom sofort in den Akkus geleitet wird.
Beim prognosebasierten Verfahren errechnet eine Software die Ertragsvorsage für den Tag und stellt eine Korrelation mit Ihrem zu erwarteten Verbrauch im gleichen Zeitfenster her. Diese Berechnung bietet die Grundlage, wann ein Laden des Solarstromspeichers sinnvoll ist. In der Praxis startet an sonnigen Tagen der Ladevorgang erst in den ertragsreichen Mittagsstunden, morgens fließt er erst einmal ins Netz. Mittags verfügt Ihr Akku noch über Ladekapazitäten und eine Netzüberlastung wird vermieden. Deshalb spricht man von netzdienlichen Solarstromspeichern.
Da diese Art der Speicherung vom Staat gewünscht ist, fördern Bund und Länder vorrangig netzdienliche Speichersysteme. Solarstromspeicher mit einem prognosebasierten Lademanagement von RCT Power erfüllen dieses Förderkriterium.
Für Ihr RCT Power Speichersystem stehen Ihnen beide Ladestrategien zur Verfügung. Das prognosebasierte Ladeverfahren ist dabei voreingestellt. Falls Sie die vereinfachte Ladestrategie nutzen möchten, können Sie diese eigenhändig aktivieren.
Die richtige Batteriegröße wählen
Sie haben sich nun entschieden, einen netzdienlichen Solarstromspeicher zu installieren. Doch wie groß muss die Batterie ausfallen? Welches Fassungsvermögen sollte der Akku haben? 4 kWh, 9 kWh oder mehr?
Die Frage ist nicht einfach und nicht verallgemeinert zu beantworten. Im Prinzip spielen sieben Faktoren eine Rolle:
1. Ihr aktueller Stromverbrauch im Jahr
Tipp: Ermitteln Sie den Durchschnittswert der letzten 2 Jahre anhand Ihrer Stromrechnungen.
2. Ihr voraussichtlicher Stromverbrauch in den nächsten Jahren
Hinweis: Die Zukunft ist elektrisch (E-Roller, Wärmepumpe, Streamen). Daher rechnen Sie mit mehr Stromverbrauch.
3. Größe und Produktionsmenge Ihrer Photovoltaikanlage
Wie viel Strom produziert Ihre Anlage an guten Sonnentagen?
4. Ihr gewünschter Autarkiegrad (Unabhängigkeit)
Wie viel Ihres Gesamtstrombedarfs beabsichtigen Sie selbst abzudecken und so unabhängig von Stromversorgern zu werden? Hinweis: Ein hoher Wert ist 75 Prozent.
5. Ihr Eigenverbrauchsanteil
Der Eigenverbrauchsanteil sagt, wie viel des erzeugten Solarstroms Sie im Haushalt direkt verbrauchen. Dabei wird auch der im Solarspeicher zwischengespeicherte Strom berücksichtigt.
6. Ihre Verbrauchzeiten
Tipp: Verbrauchen Sie viel Strom in den Morgen- und Abendstunden, benötigen Sie einen größeren Speicher, da zu diesen Zeiten Ihre Anlage wenig Strom produziert.
7. Ausrichtung Ihre PV-Anlage
Hinweis: Besitzt Ihre Anlage eine Südausrichtung, Ihr Verbrauch findet aber eher abends statt (wenn die Sonne im Westen steht oder nicht mehr scheint), dann sollten Sie über eine höhere Kapazität nachdenken.
Einfach Batteriegröße ausrechnen
Unser Stromspeicher-Rechner zeigt Ihnen einen Richtwert, welche Batteriegröße Sie benötigen. Er basiert auf der Höhe des gewünschten Autarkiegrades. Unsere Fachpartner beraten Sie gerne im Detail.
Modulare Batteriesysteme
Um auf künftige Entwicklungen flexibel reagieren zu können, setzt RCT Power auf modulare Systeme. Das heißt, Sie können die Kapazität Ihres Solarstromspeichers bei erhöhtem Bedarf erweitern. Die nominale Kapazität der Batterien reicht von 3.8 kWh bis 11,5 kWh, jeweils in 1,9 kWh großen Schritten.
Welche Batterietechnik empfiehlt sich?
Sie haben nun die passende Batteriegröße ermittelt. Doch welche Batterietechnik empfiehlt sich? Schließlich sind unterschiedliche Akkus auf dem Markt. Gut, Blei-Akkus verwendet niemand mehr. Sie sind zwar günstig, aber die Nachteile wie Umweltschädlichkeit, geringe Lebensdauer und Speicherkapazität überwiegen.
Heutzutage setzten die meisten Solarstromspeicher-Hersteller auf Lithium-Ionen-Akkus. Auch unter den Lithium-Ionen-Akkus gibt es Unterschiede. RCT Power setzt seit Beginn auf Lithium-Eisenphosphat-Batterien. Diese Zelltechnologie ist auch unter den Abkürzungen LiFePO4 oder LFP bekannt. Warum sind wir von dieser Technologie überzeugt? Um es in drei Wörtern zu sagen: Sicherheit, Langlebigkeit, Umweltverträglichkeit.
Sicherheit
Beim Thema Sicherheit überzeugen die LiFePO4-Speicher in puncto Brandgefahr. Es kommt bei mechanischen Schäden nicht zu thermischen Überhitzungen durch innere Kurzschlüsse, die zu Bränden führen können wie bei Li-Batterien. Denn die Energiedichte ist bei dieser Technologie niedriger. Die Batterien sind dafür etwas größer, was aber bei Solarstromspeichern meist keine Rolle spielt. Und: Der für einen Brand benötigte Sauerstoff ist in unseren Batterien besonderes stark gebunden. Daher werden diese Batterien als eigensicher bezeichnet.
Langlebigkeit
Von einer langen Lebensdauer eines Solarstromspeichers spricht man, wenn die Batterie auch noch nach vielen Ladevorgängen ihre Leistung bringt. Wir sprechen dabei von Ladezyklen.
Ein Ladezyklus umfasst einen zusammenhängenden Lade- und Entladevorgang. Dabei unterscheiden wir zwischen Voll- und Teilzyklen. (Vollzyklus = Entladung auf eine Restkapazität von 0 Prozent, folgende Aufladung bis 100 Prozent). Haben Sie einen hohen Eigenverbrauch, können Sie davon ausgehen, dass Ihre Batterie im Jahr rund 250-mal be- und entladen (= 250 Ladezyklen) wird.
RCT Power garantieren Ihnen 5000 Zykeln bei einer 80-prozentigen Restkapazität. Das bedeutet Ihr LiFePO4-Batteriespeicher kann mindestens 5000-mal be- und entladen werden. Das heißt: Sie bringen bei 250 Zyklen im Jahr rund 20 Jahre Ihre Leistung.
Umweltverträglichkeit
Lithium-Eisenphosphat ist ein Material, das in seiner chemischen Zusammensetzung als natürliches Mineral vorkommt. Es ist kein giftiges Schwermetall wie Kobalt, Blei oder Nickel. Speicher mit Lithium-Eisenphosphat-Technologie sind daher nicht giftig (wie Batterien, die Schwermetalle nutzen). Und ebenso bedeutend: Der Abbau von Kobalt findet unter fragwürdigen sozialen und ökologischen Bedingungen statt. Nicht zu vergessen: Durch ihre Langlebigkeit schonen die LiFePO4-Speichersysteme wertvolle Ressourcen.
Lithium-Eisenphosphat-Batterie sind daher beste Wahl, wenn es darum geht, Ökologie und Ökonomie zu vereinen.
Entladetiefe verstehen
Ein weiterer wichtiger Punkt, um die Lebensdauer, und somit die Umweltbilanz des Solarstromspeichers, zu verbessern, ist die Regulierung der Entladetiefe. Mit Entladetiefe wird der DoD-Wert (engl. Depth of Discharge) bezeichnet. 100 % Entladetiefe bedeutet eine vollständig entleerte Batterie, 0 % einen gänzlich gefüllten Speicher.
Die maximale Entladetiefe wird von Hersteller als Angabe für die nutzbare Speicherkapazität verwendet. Denn in der Regel können Solarstromspeicher nicht komplett entladen. Aus gutem Grund. Komplette Entladungen beanspruchen die Batterie sehr stark. Die Lebensdauer der Speicher würde sich drastisch verkürzen. LiFePO4-Speicher weisen eine Entladetiefe zwischen 80 und 90 % auf.
Bei der Wahl Ihrer Stromspeicherkapazität sollten Sie berücksichtigen, dass Ihnen nicht 100 % des maximal gespeicherten Stroms zur Verfügung stehen.
Hoher Wirkungsgrad
Der Wirkungsgrad des Solarstromspeichers ein wichtiger Parameter. Was verbirgt sich dahinter? Bei jeder Speicherung geht Energie verloren. Dieses Phänomen kann nicht vermieden werden. Entscheidend ist, wie viel? 5 %, 10 % oder 40 %.
Nehmen wir an, Ihre Photovoltaik-Anlage produziert 1.000 kWh im Jahr. Verlöre der Solarstromspeicher beim Speichervorgang 10 % an Energie, ständen Ihnen nur 900 kWh zur Verfügung. Der Solarstromspeicher hätte einen Wirkungsgrad von 90 %. Bei einem Wirkungsgrad von 80 % könnten Sie nur auf 800 kWh zurückgreifen. 10 % weniger Wirkungsgrad pro 1.000 kWh erzeugter Energie bedeuten bei den heutigen Strompreisen schnell ein Verlust von über 30 Euro.
Der Testsieger unter den Solarstromspeichern
Die Solarstromspeicher von RCT Power besitzen einen Wirkungsgrad von über 95 %. Sie gehören damit zu den wirkstärksten, sprich energieeffizientesten auf dem Markt. Das ergaben unabhängige Tests Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW) Berlin. So bescheinigte die (HTW) Berlin für das 10-kW-System, das aus Power Storage DC 10.0 und Power Battery 11.5 besteht, eine 95,1 Prozent Energieeffizienz. Es ist damit das energieeffizienteste 10-kW-Stromspeichersystem in den Jahren 2021 und 2022.
Zuvor stand bereits das kleinere 5-kW-System an der Spitze der Wertung. Die regelmäßig hohen Bewertungen schafft RCT Power, da wir das komplette Speichersystem entwickeln und herstellen: sowohl die Batterie als auch der Wechselrichter. RCT Power bietet somit ein perfekt aufeinander abgestimmtes und hoch effizientes System.
Vorteile im Blick:
• Eigensichere Batterietechnologie
• Kein Kobalt oder andere Schwermetalle
• Nicht giftig
• Hohe Lebensdauer
• Entladetiefe über 90% für eine maximale Speichernutzung
• Besonders Energieeffizient
• Testsieger im Wirkungsgrad
Lohnt sich die Anschaffung eines Solarstromspeichers?
Warum die Wahl der richtigen Batteriegröße wichtig ist, zeigt sich auch in der Beantwortung der Frage, ob sich ein Solarstromspeicher lohnt. Größere Batterien bergen höhere Anschaffungskosten, bieten aber künftig größeres Einsparpotenzial bei der Strombeschaffung. Kurzum: Die Relation sollte stimmen.
So finden Sie heraus, ob sich ein Solarstromspeicher für Sie lohnt
Vorab: Wenn wir von „lohnen“ sprechen, meinen wir in diesem Zusammenhang „finanziell lohnen“. Denn ein Solarstromspeicher „lohnt“ sich auf vielfältige Weise: Sie werden unabhängiger von den Stromversorgern und den (künftigen) Weltmarktpreisen. Sie sichern sich vor Stromengpässen ab. Sie steigern den Wert Ihrer Immobilie. Und nicht zu vergessen: Ihr Stromspeicher leistet einen wichtigen Beitrag zu einer umweltfreundlichen, klimaneutralen und dezentralen Energieversorgung.
Aber kommen wir zu der Frage zurück, ob sich ein Solarstromspeicher finanziell lohnt. Durch einen Solarstromspeicher können Sie den Eigenverbrauchsanteil an selbst erzeugten Strom von 25 % bis auf 75 % erhöhen und gleichzeitig beim Zukauf des Netzstroms sparen. Durch eine Vergleichsrechnung finden Sie heraus, ob sich die Investition lohnt und ab wann der Stromspeicher durch die Stromeinsparung refinanziert ist. Wichtige Fragen sind:
• Wie viel Strom verbrauche ich durchschnittlich im Jahr?
• Wann verbrauche ich den meisten Strom?
• Wie hoch ist meine jährliche Stromrechnung?
• Wie hat der Strompreis in den letzten Monaten/Jahren entwickelt?
• Wie hoch wäre der Gesamtbetrag für die nächsten 25 Jahre?
• Kommen große Stromverbraucher hinzu?
Extra Tipp: Mit dem praktischen Stromspeicher-Rechner von RCT Power können Sie mit nur drei Klicks Ihren Autarkiegrad und Eigenverbrauchsanteil sowie die passende Anlagengröße simulieren. >> Zum Stromspeicher-Rechner
Ersatzstrom für Versorgungssicherheit
Eine Ersatzstromfunktion ist eine sinnvolle Option. Dank Solarstromspeicher gewinnen Sie mehr Unabhängigkeit von Ihrem Stromversorger, Sie erzielen zudem eine erhöhte Versorgungssicherheit, zum Beispiel bei Stromausfällen: durch die Ersatzstromfunktion, dem RCT Power Switch. Wichtige Elektrogeräte wie Kühlschränke oder WLAN-Router werden auch bei Stromausfall mit Strom versorgt. Auch Ihre PV-Anlage bleibt weiterhin funktionsfähig, so dass Sie weiterhin eigenen Solarstrom produzieren können. Sobald das Stromnetz ausfällt, schaltet der RCT Power Switch automatisch von Netzstrom auf Ihren gespeicherten Strom um. Sie haben also immer Ersatzstrom im Haus.
Die Reaktionszeit bei einem Netzausfall beträgt beim RCT Power Switch nur 5 bis 10 Sekunden. Zur Optimierung der Versorgungssicherheit ist das Gerät mit zwei Ausgängen ausgerüstet: einen für Stromverbraucher, die unbedingt mit Ersatzstrom versorgt werden müssen, und einen für jene Geräte, auf die verzichtet werden kann.
Vorteile Solarstromspeicher mit Ersatzstrom:
• Sicherung der Funktionsfähigkeit der PV-Anlage
• Nachladen der Stromspeicherbatterie
• Versorgungssicherheit für den Haushalt
Solarstromspeicher auf einen Blick
Solarstromspeicher werden immer effizienter. Sie können Ihre alten Solaranlagen mit einer Batterie nachrüsten oder sofort bei einer Neuinstallation einen Solarstromspeicher einplanen. Als Batterietechnologie empfehlen sich LiFePO4-Batterien, da sie sehr sicher sind und eine hohe Lebensdauer besitzen. Eine sinnvolle Ergänzung ist ein Ersatzstrom-Switch. So stehen Sie immer im Hellen.
Da die Systeme von RCT Power regelmäßig als Testsieger aus der unabhängigen Stromspeicher-Inspektion der HTW Berlin hervorgehen, zeigt sich, dass wir mit unserer Technologie den richtigen Weg eingeschlagen haben. Verbraucherinnen und Verbraucher haben so die Sicherheit, einen effizienten und langlebigen Solarstromspeicher zu besitzen.
Für Fragen zur Anlagenplanung stehen Ihnen unsere Fachpartner gerne zur Verfügung. Sprechen Sie uns an!