Speichersysteme bieten die Möglichkeit, den Eigenverbrauch zu erhöhen und die Energiekosten zu senken. Welche Kriterien sind beim Kauf zu beachten?

Stromspeichersysteme werden bei Betreibern von Photovoltaikanlagen (PV-Anlagen) immer beliebter, um die erzeugte Energie direkt vor Ort nutzen zu können. Das macht Verbraucher unabhängig von schwankenden Strompreisen und bietet gleichzeitig die Möglichkeit, die Energiekosten zu senken. Der Batteriemarkt erlebt momentan einen Boom: Zwischen 2013 und 2018 hat sich die Speicherkapazität in Deutschland verzehnfacht. Mittlerweile stehen rund 930 Megawattstunden (MWh) Kapazität zur Verfügung, berichtet der Energieforschungsverbund JARA Energy.

Spitzenreiter unter den Bundesländern sind Bayern und Baden-Württemberg. Hier kommen laut dem Forschungszentrum Jülich und der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen (RWTH) auf 1000 Gebäude zehn oder mehr Batteriespeicher. Vergleich: In Sachsen-Anhalt und Mecklenburg-Vorpommern sind es weniger als fünf.

Niedrige EEG-Vergütung

Ein Grund für die steigende Nachfrage ist der ebenfalls wachsende Markt für PV-Anlagen. Professor Dirk Uwe Sauer vom Institut für Stromrichtertechnik und elektrische Antriebssysteme an der RWTH Aachen erwartet in den kommenden Monaten einen weiteren Anstieg der Speichernachfrage, analog zu den Bewegungen auf dem PV-Markt.

Hinzu kommen die sinkenden Preise, die die Anlagenbesitzer für den Verkauf des erzeugten Stroms bekommen: Lag die EEG-Vergütung für Solarstrom im April 2013 bei Anlagengrößen zwischen 10 und 40 kW bei 16,4 ct/kWh, bekommt man heute nur noch 9,18 ct je kWh, Tendenz fallend. Für Strom vom Netz zahlen Verbraucher zurzeit häufig über 30 ct/kWh, also deutlich mehr als sie für die Einspeisung bekommen. Gleichzeitig steigt das Interesse an Speichersystemen auch bei Anlagenbetreibern, deren EEG-Förderung nach zwanzig Jahren in naher Zukunft ausläuft.

Nicht immer profitabel

Obwohl die genannten Trends den Kauf eines Stromspeichers nahelegen, ist hier Vorsicht geboten. Ob sich eine Anlage wirtschaftlich lohnt, hängt von vielen Faktoren ab.

Die wichtigsten sind die Netzstrompreise und Kosten für das Speichersystem. Rechnet man die Investitionskosten einer Batterie auf die Speicherkapazität um, so kommt man auf circa 1300 € je kWh. Bei größeren Batterien sinken die Kosten. Das zeigt die aktuelle Monitoringstudie der RWTH Aachen. Teilt man die Investitionskosten von 1300 €/kWh durch die Gesamtzahl der Ladezyklen der Batterie (hier als Beispiel: 250 Zyklen jährlich und eine Laufzeit von 10 Jahren), dann ergeben sich Kosten von 52 ct/kWh.

Hinzu kommen die Kosten für die Solarstromerzeugung, welche in Süddeutschland dank hoher Sonneneinstrahlung zwischen 7,23 und 8,43 ct je kWh liegen. Das hat das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) herausgefunden. Damit liegen die Kosten für den Eigenverbrauch deutlich über den aktuellen Strompreisen.

Rentabel werden Batterien laut der RWTH Aachen erst bei Investitionskosten unter 700 €/kWh. Dieses Ergebnis bestätigt auch das Solarcluster Baden-Württemberg: „Solarbatterien sind meist noch nicht wirtschaftlich.“

An Verbrauch anpassen

Um eine passende Speichermöglichkeit zu finden, sollte die Leistung und Kapazität an die Bedürfnisse der Anlagenbesitzer angepasst werden. Die Entladeleistung (in kWpeak oder kWp) gibt an, wie viel Energie ein Speicher maximal zum selben Zeitpunkt abgeben kann.

Der Spitzenergiebedarf landwirtschaftlicher Betriebe hängt stark von der jeweiligen Betriebsform und -technik ab. Ein Milchviehbetrieb mit automatischem Melksystem benötigt zu allen Tag- und Nachtzeiten eine konstante Energieversorgung. Höfe mit Melkständen haben in den Morgen- und Abendstunden den höchsten Bedarf. Steht die Erhöhung des Eigenverbrauchs im Fokus, so sollte sich die Entladeleistung der Batterie an diesen Spitzen orientieren.

Auch die Kapazität ist vom jeweiligen Betrieb abhängig und hat Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit des Speichers: Bleiben Speicherkapazitäten häufig ungenutzt, steigen die Kosten. Zu kleine Batterien erhöhen den Bedarf an Strom vom Netz, was besonders bei hohen Strompreisen zu Buche schlägt.

Bei der Frage nach der passenden Speichergröße für die Eigenbedarfsoptimierung bieten der Stromverbrauch und die Anlagengröße gute Anhaltspunkte. Verbraucht ein Haushalt beispielsweise 5000 kWh Strom, dann sollte die Anlage eine Nennleistung von 5 kW und die Batterie eine Speicherkapazität von 5 kWh aufweisen – das Verhältnis von Anlagenleistung zu Speicherkapazität ist daher 1:1 je 1000 kWh Stromverbrauch.

Entladetiefe und Nutzkapazität errechnen

Hersteller geben für ihre Produkte meist die Nennkapazitäten an (siehe Übersicht S. 32). Diese zeigt, welche Menge an elektrischer Ladung eine Batterie theoretisch speichern kann. Bei der Inbetriebnahme des Speichers wird jedoch nur ein Teil der gesamten Kapazität genutzt. Diesen Anteil beschreibt man als Entladetiefe. Bei Lithium-Ionen-Batterien, dem am häufigsten verbauten Zelltyp für Solarstromspeicher, liegt die Entladetiefe zwischen 60 und 90%. Hat eine solche Batterie 100 kWh Nennkapazität, dann liegt die Nutzkapazität, also was tatsächlich vom Besitzer genutzt werden kann, zwischen 60 und 90 kWh (0,6- bzw. 0,9-mal 100 kWh).

Wie lange eine Batterie funktionsfähig ist, hängt unter anderem von der Anzahl der Ladezyklen ab (siehe Übersicht). Häufig rechnet man mit 250 Ladezyklen pro Jahr. Beispiel: Beläuft sich die Lebensdauer einer Batterie laut Hersteller auf 6500 Ladezyklen, dann ergeben sich rechnerisch 26 Jahre Lebenszeit. Mit der Zeit altert jedoch die Batterie und es steht weniger Kapazität für die Stromspeicherung zur Verfügung. Verantwortlich hierfür sind chemische Prozesse. Daher liegt die tatsächliche Lebenszeit meist einige Jahre unter den angegebenen Laborwerten. Ein weiteres Qualitätskriterium ist die Notstromversorgung. Die Standardausstattung umfasst diese Funktion jedoch häufig nicht.

Notstromfunktionen prüfen

Der Besitzer sollte daher prüfen, ob Erweiterungsmöglichkeiten für die gewünschte Batterie bestehen. Grundsätzlich unterscheidet man zwischen drei Funktionen: Notstromfunktion, Backupfunktion und unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV). Notstromfähige Geräte besitzen eine Steckdose, an der der Besitzer bei Bedarf ein Gerät anschließen kann. Backupfähige Speicher halten die Stromversorgung aufrecht, jedoch oft mit limitierter Leistung.

Die USV ist für Nutztierhalter besonders relevant. Sie versorgt wichtige Geräte wie die Melkanlage bei Stromausfällen automatisch für eine gewisse Zeit mit Energie. „Ein vollwertiger Ersatz für ein Dieselaggregat stellt eine USV-fähige Batterie jedoch nicht dar“, warnt Clemens Garnhartner, Speicherexperte vom Centralen Agrar-Rohstoff Marketing und Energienetzwerk Bayern (C.A.R.M.E.N. e.V.). Vielmehr ist sie eine Überbrückungsmaßnahme.

Die Auswahl der Speichergröße kann sich beispielsweise an der Zeitspanne zwischen dem Ausfall des Netzstroms und der Energiebereitstellung durch das Notstromaggregat orientieren.

Einzelbetriebliche Entscheidung

Ob sich die Investition in einen Batteriespeicher lohnt, hängt von vielen Faktoren ab. Während die Wirtschaftlichkeit aufgrund hoher Investitionskosten oft nicht gegeben ist, stellen Zusatzfunktionen wie die Notstromversorgung wichtige Kaufkriterien dar. Ist eine Region beispielsweise häufig von Stromausfällen betroffen, so kann eine USV entscheidend für die Aufrechterhaltung des Stallbetriebs sein. Wie wichtig solche Funktionen sind, bleibt eine einzelbetriebliche Entscheidung.

carolin.betz@topagrar.com