Das sind die wichtigsten Kriterien beim Kauf von Stromspeichern

Im Jahr 2017 wurden in Deutschland rund 37.000 Heimspeicher installiert – ein Zuwachs von 49 % gegenüber 2016. Zu diesem Ergebnis kommt eine Analyse von EuPD Research.

Demnach wurden vier Fünftel dieser Speicher zusammen mit einer neuen Photovoltaik-Anlage installiert. Deutschland ist aktuell einer der größten Speichermärkte weltweit. Und das Potenzial ist weiterhin riesig: Denn neben neu installierten PV-Anlagen gibt es immer mehr Bestandsanlagen, deren 20-jährige staatliche Förderung in den kommenden Jahren zu Ende geht. Dann kommt der Eigenverbrauch ins Spiel, um die PV-Anlage weiterhin so wirtschaftlich wie möglich zu betreiben.

Eigenverbrauch ist für Wirtschaftlichkeit entscheidend

Während man zu Zeiten des ersten Solar-Booms und der hohen Einspeisevergütungen so viel Solarstrom wie möglich produzierte und ins Netz einspeiste, geht es heute darum, einen möglichst großen Anteil des selbst erzeugten Solarstroms im eigenen Haushalt bzw. in der eigenen Firma zu verbrauchen. Mit einem Speicher lässt sich der Zeitpunkt, an dem der Strom vom eigenen Dach verbraucht wird, verschieben. Dadurch kann eine deutlich größere Menge des eigenen Solarstroms selbst genutzt werden.

Die Frage, wie autark ein Nutzer heute mit einer Photovoltaik-Anlage inklusive Speicher werden kann, hängt u. a. vom Verbrauchsverhalten der jeweiligen Nutzer und von der Leistung der PV-Anlage ab. Als grobe Faustregel kann gelten, dass ein Privathaushalt mit einer kompletten Photovoltaik-Anlage, bestehend aus leistungsfähigen PV-Modulen, Energiemanagement-System und Speicher einen Autarkiegrad von bis zu 80 % erreichen kann. Damit kann der Nutzer bis zu vier Fünftel seines Stroms zu Kosten erzeugen, die günstiger sind als die heutigen Strompreise der Versorger.

Speichergröße passend zum Verbrauchsverhalten wählen

Die Investition in einen Stromspeicher muss sich rechnen. Entscheidend ist deshalb, dass der Speicher exakt auf die Bedingungen vor Ort und das Nutzungsverhalten des Kunden zugeschnitten ist. Zu den häufigsten Fehlern gehören zu große Batterien, die für den Energiebedarf des spezifischen Haushalts überdimensioniert sind. Je genauer der Speicher zum Verbrauchsverhalten des Kunden passt, desto wirtschaftlicher ist das System und umso schneller amortisiert sich die gesamte Anlage. Einen ersten Hinweis auf die passende Speichergröße erhalten Verbraucher beispielsweise mit dem Unabhängigkeitsrechner der HTW Berlin unter https://pvspeicher.htw-berlin.de/unabhaengigkeitsrechner.

Von Vorteil sind modular aufgebaute Speichersysteme. Sollte sich der Verbrauch im Haushalt ändern, beispielsweise durch die Geburt eines Kindes oder die Anschaffung eines Elektrofahrzeugs, kann unkompliziert die Speicherkapazität erhöht werden. Auch unter Umweltaspekten ist es wichtig, dass ein Speicher erweitert werden kann und nicht gegen ein neues komplettes Gerät getauscht werden muss.

Umwandlungsverluste verringern den Wirkungsgrad

Die Effizienz eines Speichers beeinflusst maßgeblich den Autarkiegrad der gesamten PV-Anlage und auch die Lebensdauer der Batterie. Daher empfiehlt es sich, dass der Strom auf seinem Weg vom Dach in den Speicher und dann in den Haushaltsstromkreis möglichst wenigen Wandlungen von Gleich- in Wechselstrom oder umgekehrt unterliegt. Denn Wandlungsverluste summieren sich und resultieren in einem geringeren Wirkungsgrad.

Bei Batteriespeichern, die wie die Solarmodule auf dem Dach in den Gleichstromkreis eingebunden sind, kann der Strom direkt in die Batterie geladen werden, ohne dass er erst in Wechselstrom umgewandelt werden muss.Käufer sollten zudem darauf achten, dass der Heimspeicher über den gesamten Lade- und Entlade-Zyklus („roundtrip“) einen hohen Wirkungsgrad vorweisen kann. So ist gewährleistet, dass der Speicher einen möglichst großen Anteil der gespeicherten Energie tatsächlich zur Verfügung stellen kann. Gute Speichersysteme erreichen heute Wirkungsgrade von 90 % und mehr.

Effizienz wird durch die Geschwindigkeit beeinflusst

Neben der grundlegenden Speichertechnologie ist die Geschwindigkeit des Speichers relevant für die Beurteilung seiner Wirtschaftlichkeit. Denn das Reaktionsvermögen auf geänderte Stromanforderungen trägt ganz erheblich zur Effizienz bei: Werden beispielsweise taktende Verbraucher wie Kaffeemaschine, Bügeleisen oder Kochplatten eingeschaltet, muss der Speicher in Sekundenschnelle reagieren und den gespeicherten Solarstrom zur Verfügung stellen. Schnelle Systeme schalten sich in weniger als einer Sekunde zu, andere benötigen bis zu zehn Sekunden.

Ist der Speicher zu langsam, wird auf Netzstrom zurückgegriffen, obwohl eigentlich eigener Strom vorhanden wäre. Dasselbe gilt in umgekehrter Richtung: Schalten sich die taktenden Verbraucher im Haushalt aus, muss der Speicher schnell die Entladung beenden, da sonst Solarstrom ins Netz eingespeist würde. Dies wäre das Gegenteil von dem, was ein Batteriespeicher eigentlich leisten soll.

Schonendes Ladeverhalten erhöht die Wirtschaftlichkeit

Eine wichtige Rolle für die Effizienz des Systems spielt die im Speicher verbaute Zelle. Denn aus einer schlechten Zelle wird niemals eine gute Batterie. Zusätzlich ist entscheidend, welchem „Stress“ die Zelle während ihrer Nutzung ausgesetzt ist. Eine Lithium-Ionen-Zelle altert überproportional schnell, wenn sie vollständig geladen oder entleert ist. Wer tagsüber nicht zu Hause ist, hat also nichts davon, wenn sein Heimspeicher mittags bereits 100 % Ladestand erreicht hat. Im Gegenteil: Die Zellen der Batterie werden unnötig gestresst und altern unnötig schneller. Das hat einen negativen Einfluss auf die nutzbare Batteriekapazität und am Ende auch auf die Lebensdauer der Batterie. Ein intelligentes Batterie-Management-System steuert die Lade- und Entladevorgänge so, dass diese komplexen Zusammenhänge automatisch berücksichtigt sind.

Orientierungshilfe in Sachen Sicherheit

Heimspeicher sind enorm leistungsfähige Systeme, deren sicherer Betrieb von den Herstellern jedoch immenses Forschungs- und Entwicklungs-Know-how erfordert. Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) hat 2015 gemeinsam mit führenden Industrieverbänden einen „Sicherheitsleitfaden für Li-Ionen-Hausspeicher“ entwickelt. Geräte, die nach diesen strengen Prüfkriterien getestet wurden, geben ein hohes Maß an Sicherheit. Wenn Anbieter durch eine externe Zertifizierung zweifelsfrei nachweisen, dass alle Erfordernisse des Leitfadens erfüllt sind, haben sie in Sachen Glaubwürdigkeit einen Vorsprung. Käufer sollten deshalb darauf achten, dass es sich nicht um Eigenerklärungen der Hersteller handelt, sondern um Zertifizierungen durch renommierte, unabhängige Prüflabore.

Datensicherheit: nur lesen – nicht schreiben

Die Hackerangriffe der letzten Zeit haben gezeigt, dass grundsätzlich jedes System mit einem Chip ein potenzielles Angriffsziel sein kann. Dessen sollte sich bewusst sein, wer seinen Heimspeicher für externe Zugriffe über das Internet zugänglich macht. Eine radikale, aber sichere Lösung besteht darin, den Speicher gar nicht erst mit dem Internet zu verbinden oder zumindest Protokolle einzusetzen, die ausschließlich Lesezugriffe zulassen, bei denen niemals Daten vom Internet aus in den Speicher gelangen. In einer Welt dezentraler Versorgung mit erneuerbarer Energie ist eine zentrale Steuerung des Speichers über das Internet theoretisch gar nicht notwendig. Wetterprognosen können beispielsweise über die PV-Anlage punktgenau erstellt werden. Für Updates der Speichersoftware gibt es auch andere Wege als über das Internet, etwa über Bluetooth oder per Flash-Stick vor Ort. Hier ist es sinnvoll, zwischen dem Nutzen und dem potenziellen Risiko einer Erreichbarkeit des Speichers von außen abzuwägen.

Garantielaufzeiten im Auge behalten

Vor allem in Deutschland haben die Themen Garantie und Service eine große Bedeutung für die Kunden. Ein Blick auf die Garantielaufzeiten und -bedingungen lohnt sich. Unternehmen, die von der Qualität und der Sicherheit ihrer Produkte überzeugt sind, können es sich leisten, das Ausfallrisiko auf ihre Seite zu nehmen. Wichtig ist, dass die Geräte durch eine langfristige Garantie abgesichert sind, sodass der Kunde auch in einem Servicefall volle Unterstützung erhält.

Dieser Artikel von Olaf Wollersheim ist zuerst erschienen im Gebäude-Energieberater/06-2018. Dr. Olaf Wollersheim  ist Geschäftsführer des Forschungs- und Entwicklungszentrums Solarwatt Innovation in Frechen bei Köln.