Der Speichermarkt ist sehr vielschichtig. Wir erklären, wie ein echter Speicher aufgebaut ist, welche Stärken und Schwächen Blei- und Lithium-Ionen-Akkus haben und welche Modelle es aktuell am Markt gibt.
Heute gibt es über 40 Anbieter von Solarbatterien auf dem Markt, Tendenz steigend. In unserer Marktübersicht sind Speichersysteme, die im Moment angeboten werden, zusammengefasst. Um Ihnen einen besseren Überblick zu verschaffen, haben wir zwischen reinen Batterieherstellern und Systemanbietern unterschieden. Denn die Batteriehersteller arbeiten mit verschiedenen Wechselrichterherstellern zusammen. Einige Systemanbieter wie z. B. Conergy oder PV5 bieten zudem Komplettsysteme an, zu denen auch die Photovoltaikmodule gehören.
Zu einem echten Speicher gehört ein Batteriemanagement-System, mit der die Be- und Entladung passend zu den Verbrauchsgewohnheiten gesteuert werden kann. Ein solcher Energiemanager erfasst verschiedene Eingangsgrößen wie z. B. jeweils aktuell die erzeugte Solarstrommenge und den Verbrauch im Haus oder Stall. Über Funksteckdosen, die bei Bedarf zugeschaltet werden können, lassen sich bei voller Batterie und vorhandenen Stromüberschüssen weitere Verbraucher automatisch zuschalten. Das können z. B. Waschmaschinen oder Ladegeräte sein.
Typische Energiespeicher mit 5 bis 12 kWh Speicherkapazität einschließlich Wechselrichter, Batteriemanagementsystem und Bedienfeld sind in einem Gehäuse untergebracht, das die Größe eines großen Kühl- oder Gefrierschranks hat.
Blei-Batterien sind günstig:
Bei den Solarbatterien unterscheidet man heute zwischen Blei- und Lithium-Ionen-Ak-kus. Daneben gibt es zwar auch Nickel-Cadmium, Nickel-Metall-Hydrid und andere Varianten, die aber bei den Solarbatterien eine untergeordnete Rolle spielen. Jede Technologie hat Vor- und Nachteile. „Die eine Batterie, die für alle Anwendungen geeignet ist, gibt es nicht“, urteilt Dr. André Haubrock, Marketingleiter bei Hoppecke.Der Elektrolyt bei Blei-Säure-Batterien kann flüssig, in Gel oder – bei AGM-Batterien – in Vlies gebunden sein (Abkürzung für Absorbent Glass Mat).
Bleibatterien haben den Vorteil, dass sie kostengünstig sind. Außerdem ist die Technik schon sehr lange am Markt und ausgereift. Die Zahl der Ladezyklen liegt bei rund 3 000, sodass die Lebensdauer einer Batterie bei mindestens zehn Jahren liegen kann.
Allerdings haben die Batterien eine maximale Entladetiefe von 50 %. Das bedeutet: Benötigt man netto eine Energiemenge von 5 kWh, muss die Bleibatterie eine Speicherkapazität von 10 kWh haben. „Auch gehen beim Laden und Entladen 20 % des eingespeicherten Solarstroms verloren“, verdeutlicht Karl Nestemeier, Marketingleiter des Batterieherstellers ECC Repenning aus Geesthacht. Ferner kommen Bleibatterien mit dem Winterbetrieb nicht so gut zurecht. Denn im Winter kann es wegen der kürzeren Tage und der reduzierten Sonnenscheindauer unter Umständen länger dauern, bis eine Batterie voll geladen ist. Dagegen ist der Stromverbrauch in der Jahreszeit sehr hoch, sodass es viele kleine Ladungen und Entladungen gibt. „Das kann die Lebensdauer der Batterie reduzieren. Wir empfehlen daher, bei unseren Systemen mit Bleigel-Batterie den Speicher von November bis Februar abzuklemmen und den Strom lieber gleich zu verbrauchen“, rät Stephanie Poetter von Donauer Solartechnik.
Eine Bleibatterie muss aus technischen Gründen immer voll geladen sein. Da sie sich sehr schnell selbst entladen, müssen sie regelmäßig nachgeladen werden. „Da man im Winter dafür teuren Netzstrom nutzen muss, verschlechtert das die Wirtschaftlichkeit, die günstigen Batteriekosten relativieren sich“, meint Nestemeier. Er sieht Bleibatterien künftig nur noch als System für die unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV), also die Notstromfunktion.
Li-Ionen halten länger.
Die Alternative sind Lithium-Ionen-Akkus. Sie sind fast doppelt so teuer in der Anschaffung. Allerdings schaffen sie mit rund 5 000 Zyklen auch fast doppelt so viel wie Bleibatterien, die Lebensdauer liegt zwischen 10 und 18 Jahren und der Wirkungsgrad bei über 90 %. Eine Besonderheit unter den Lithium-Ionen-Batterien ist Lithium-Eisenphosphat. Es gilt als stabil mit sehr hoher Zyklenfestigkeit.Lithium-Batterien haben allgemein eine deutlich höhere Entladetiefe von 95 %, sie müssen also nicht so groß sein wie Bleibatterien. Zudem sind sie unempfindlicher bei Teilentladung und haben eine geringere Selbstentladerate.
Die Effizienz der Batterie wirkt sich auf die benötigte Größe, also auf die Speicherkapazität der Batterie aus, die Sie für Ihr Haus oder Ihren Betrieb benötigen. Werner Zenke von Autartech nennt ein Beispiel: Wenn ein Haushalt im Jahr 3 600 kWh verbraucht, liegt der Tagesbedarf bei rund 10 kWh. Der Speicherbedarf liegt morgens und abends zusammen bei 3 kWh. „Das ist der Netto-Bedarf, die Batterie muss entsprechend größer sein“, führt Zenke aus. Beispiel Lithium-Ionen-Batterie: Diese Systeme haben einen Wirkungsgrad von 90 % und eine Entladetiefe von 70 %. Um 3,0 kWh zu erhalten, muss die Batterie also 3,3 kWh netto haben (Rechenweg: 3,0/90 % = 3,3). Da sie nur zu 70 % entladen werden kann, muss die Brutto-Kapazität also bei 4,7 kWh liegen (3,3/70 % = 4,7).
AC- oder DC-Kopplung?
Bei den Speichern gibt es zwei Varianten: Die DC-und die AC-Kopplung. DC-Kopplung (DC = Direct Current, Gleichstrom) bedeutet, dass die Solarbatterie direkt an die Photovoltaikanlage angeschlossen wird und von dort den Gleichstrom an den Wechselrichter abgibt. Denn der Strom wird immer in Form von Gleichstrom in der Batterie gespeichert. So ein System verwende beispielsweise MSTE Solar, Donauer Solartechnik oder Voltwerk. Bei DC-Systemen kann der Speicher auch als Solarwechselrichter funktionieren. Das ist allerdings nur bei Neuanlagen interessant, weil sie auf den Kauf eines Wechselrichters verzichten können. Auch ist die Größe der Photovoltaikanlage begrenzt, da sie genau zur Größe des Wechselrichters passen muss.Bei bestehenden Anlagen kommen vor allem AC-gekoppelte Systeme zum Einsatz. Hierbei wird der Energiespeicher nach dem Wechselrichter errichtet. Typische Vertreter dieses Systems sind Prosol oder IBC Solar. Bei AC-Systemen muss ein Batteriewechselrichter enthalten sein, der den Wechselstrom wieder in Gleichstrom umformt und in der Batterie speichert. Kritiker halten der AC-Kopplung entgegen, dass bei der Umformung von Gleichstrom in Wechselstrom (am Wechselrichter) und wieder zum Gleichstrom (zum Laden der Batterie) Verluste auftreten. „DC-Systeme sind wirtschaftlicher, da es keine Wechselverluste gibt“, meint Karl Nestemeier, Marketingleiter der ECC Repenning aus Geesthacht. „Richtig ist, dass der Wirkungsgrad bei DC-Systemen um 2 % höher ist, wenn man nur den in der Batterie eingelagerten Strom betrachtet. Dafür ist der Gesamtwirkungsgrad von AC-Systemen höher“, entgegnet Torsten Steinhöfer, Geschäftsführer von Prosol. Denn die DC-seitig angeschlossene Batterie kann nicht sämtlichen produzierten Solarstrom aufnehmen, sondern muss einen Teil durchleiten. Auch dabei ent-stehen Verluste. Seiner Meinung nach sind DC-Systeme teurer und komplexer.
Wir haben in der Marktübersicht auch angegeben, ob das System eine Notstromfunktion zulässt. Wichtig dabei: Diese Option gibt es nicht bei jedem Anbieter automatisch, sondern erfordert u. U. weitere Komponenten und damit Kosten. Vor dem Kauf sollten Sie sich auch darüber informieren, ob das Speichersystem einphasig oder dreiphasig ist. Denn nur bei dreiphasigen Speichersystemen können Sie auch Drehstromgeräte, wie sie häufig in der Landwirtschaft vorkommen, anschließen.
