Telefonische ExpertenberatungKostenloses AngebotInternationale Markenhersteller

Stromspeicher für Photovoltaikanlagen - Das sollten Sie wissen

Heute wird bereits jede zweite Photovoltaikanlage gemeinsam mit einem Stromspeicher installiert, denn Speicher sind mittlerweile technologisch ausgereift und um 60% günstiger als noch vor wenigen Jahren. Doch auf was sollte man beim Kauf achten? Dieser Ratgeber gibt Ihnen einen Überblick über das Thema Batteriespeicher für PV-Anlagen im Einfamilienhausbereich. Sie erfahren unter anderem wie ein Speicher funktioniert, worauf es bei der Dimensionierung ankommt und welche Kosten beim Kauf auf Sie zukommen.

Mit unserem Online Planer können Sie Ihren eigenen Batteriespeicher planen; im Anschluss erhalten Sie einen Vorschlag für die passende Größe und ein erstes Angebot, zu dem wir Sie gerne beraten.

sonnenBatterie eco 8 schwarz
Themenübersicht

Warum lohnt sich die Kombination Photovoltaik und Stromspeicher?

Was nützt die Speicherung von Solarstrom?

Photovoltaikanlagen erzeugen immer dann Strom, wenn die Sonne scheint. Besonders zur Mittagszeit, wenn die Sonneneinstrahlung am höchsten ist, erreicht die Stromproduktion einer Photovoltaikanlage Höchstwerte. Ein typischer Haushalt verbraucht allerdings vor allem Morgens und Abends Strom. Sind alle Haushaltsmitglieder berufstätig, muss der Mittags erzeugt Solarstrom oftmals vollständig ins Netz eingespeist werden und kann nicht zur Deckung des eigenen Bedarfs verwendet werden. Ein Stromspeicher behebt dieses Problem und speichert den tagsüber überschüssig erzeugten Solarstrom. Abends und in den frühen Morgenstunden, wenn die Photovoltaikanlage keinen Strom produziert, kann dann einfach Strom aus der Batterie entnommen werden.

Solarstromproduktion im Tagesverlauf

Wie steigert sich der Eigenverbrauch?

Installiert man eine Photovoltaikanlage auf einem Einfamilienhaus, kann man etwa 30% des erzeugten Solarstroms selbst nutzen. Die restlichen 70% werden ins Netz eingespeist. Mit einem Stromspeicher erhöht sich der Eigenverbrauch auf 50%-80%. So werden Sie unabhängiger von Energieversorgern und sparen gleichzeitig Stromkosten. Bei Integration einer Wärmepumpe und eines intelligenten Energiemanagementsystems, dass Speicherung und Verbrauch gezielt optimiert, kann Ihre Eigenverbrauchsquote sogar bis zu 90% erreichen

Netzstrombezug mit Photovoltaik Speicher
Veränderung des Netzstrombezugs bei Installation von Photovoltaikanlage und Stromspeicher

Spare ich mit einem Stromspeicher mehr C02 ein?

Durch einen Stromspeicher bezieht man weniger Strom aus dem Stromnetz. Netzstrom ist nur zu etwa 37% erneuerbar, eine Solaranlage hingegen kann zu 100% erneuerbaren Strom erzeugen. Daher spart man mit dem Betrieb eines Speichers immer CO2 ein. Im folgenden Abschnitt mehr Details zur CO2 Bilanz. 

Ein Stromspeicher verursacht nur während seiner Herstellung C02-Emissionen. Das Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg schätzt, dass die Produktion von 1 kWh Speicherkapazität etwa 125 kg CO2 freisetzt. Es wird davon ausgegangen, dass dieser Wert durch den technischen Fortschritt noch weiter sinken wird. Eine kWh Netzstrom verursacht etwa 489 Gramm CO2. Mit jeder kWh, die man nicht aus dem Netz, sondern aus dem Stromspeicher bezieht, spart man also 489 Gramm CO2. Das C02, das bei der Herstellung freigesetzt wurde, kann so meist schon nach ein bis zwei Jahren kompensiert werden.

Beispiel: CO2-Bilanz eines 8 kWh Stromspeichers mit einem 4000 kWh Haushaltsstromverbrauch

Bei einem typischen 8 kWh Stromspeicher für ein Einfamilienhaus würden, bei Annahme der 125 kg pro kWh Speicherkapazität, etwa  1.000 kg CO2 bei der Produktion freigesetzt. Nimmt man einen Stromverbrauch von 4.000 kWh an, so müssten mit einem 8 kWh Stromspeicher, der die Eigenverbrauchsquote von 30% auf 65% erhöht, 1.400 kWh Strom weniger vom Stromversorger bezogen werden. Da eine kWh Strom etwa 489 Gramm CO2 verursacht, können bereits in einem Jahr über 685 kg C02 eingespart werden. Nach etwa 1,5 Jahren spart man dann mit jeder gespeicherten kWh Strom 489 Gramm C02. Insgesamt ergibt sich so über 20 Jahre eine C02-Einsparung von 12,6 Tonnen.

Durch die Produktion eines 8 kWh Speichers emittiertes CO2: 8 x 125 kg = 1.000 kg

Reduzierung Netzstrombezug durch PV-Anlage ohne Stromspeicher: 4.000 kWh x 0,30 = 1200 kWh

Reduzierung Netzstrombezug mit Speicher: 4.000 kWh x 0,65 = 2.600 kWh

Zusätzliche Einsparung an Netzstrom durch Stromspeicher: 2.600 kWh -1.200 kWh = 1.400 kWh

Jährliche CO2 Einsparung durch den Stromspeicher: 1.400 x 0,489 kg = 684,6 kg

Jahre bis zum Ausgleich der CO2 Bilanz: 1.000 kg / 684,6 kg = 1,46

CO2 Einsparung bei Betriebsdauer 20 Jahre = 684,6 kg x 20 – 1.000 = 12, 6 Tonnen CO2

Marktentwicklung von Batteriespeichern

Noch vor wenigen Jahren waren die Kosten für Speicher so hoch, dass sie mehr als Liebhaberei, denn als rentables Investment galten. Durch Verbesserung der Technologie und zunehmende Massenproduktion sind die Preise für Stromspeicher in den letzten Jahren allerdings um 60 Prozent gesunken. So ist die gespeicherte Kilowattstunde (kWh) Solarstrom seit 2016 günstiger als Netzstrom und Speicherbesitzer sparen mit jeder gespeicherten und selbst verbrauchten kWh Stromkosten.

Diese Entwicklung kurbelte auch die Installation von Stromspeichern kräftig an. Waren 2013 nur 5.000 Stromspeicher in Deutschland installiert, sind es Ende 2018 bereits rund 120.000. 2018 allein wurden 35.000-40.000 Speicher neu installiert – so viel wie noch nie!

Stromspeicher Installationszahlen
Absatzentwicklung Stromspeicher 2013-2018 (Quelle: BSW Solar)

Funktion eines Stromspeichers

Ein Stromspeicher funktioniert im Prinzip genauso wie der Akku eines Smartphones oder einer Autobatterie. Beim Ladevorgang wandeln Akkus mittels einer chemischen Reaktion elektrische Energie in chemische Energie um und machen sie so speicherbar. Die Entladung lässt diesen Prozess in umgekehrter Reihenfolge ablaufen und die gespeicherte chemische Energie wird wieder in nutzbare elektrische Energie umgewandelt.

Im Detail funktioniert das so: Ein Akku besteht immer aus zwei Elektroden, der Anode und der Kathode. Die Elektrode, die Elektronen abgibt, nennt man Kathode. Die Elektrode, die Elektronen aufnimmt, ist die Anode. Produziert die Photovoltaikanlage Strom wandern Elektronen über einen externen Stromkreis von der Kathode zur Anode. Gleichzeitig bewegen sich auch Ionen von der Kathode zu Anode. An der Anode reagieren Ionen und Elektronen dann schließlich zu Atomen. Die Entladung benötigt keinen Strom und stellt den umgekehrten Prozess dar. Die Ionen wandern wieder zur Kathode zurück und auch die Elektronen bewegen sich über den Stromkreis wieder zur Kathode. Bei der Bewegung der Elektronen von der Anode zur Kathode kann der entstehende Strom entnommen werden.

Funktionsprinzip Akku
Funktion eines Akkus, Von Tkarcher, CC BY-SA 3.0

Akkutypen

Für Photovoltaik Stromspeicher werden heutzutage hauptsächlich Lithium-Ion, insbesondere Lithium-Eisen-Phosphat-Akkus verwendet. Warum das so ist und welche Akkutypen es außerdem gibt, erklären wir hier.

Lithium-Ion

Lithium-Ion Akkus sind sehr beliebt und werden heutzutage in fast allen Smartphones und Elektroautos eingesetzt. Die noch recht junge Speichertechnologie existiert erst seit 1989. Ihren Durchbruch erlebten Lithium-Akkus zunächst durch ihr niedriges Gewicht, dass sie für den Einsatz in mobilen Geräten prädestiniert. Doch Lithium-Akkus können noch mehr. Akkus, die mit Lithium arbeiten sind besonders leistungsfähig und erreichen Wirkungsgrade von 85-98%. Auch nutzen sie sich beim Laden und Entladen geringfügiger ab als Blei-Akkus.

In den letzten Jahren setzten sich immer mehr Lithium-Eisen-Phosphat-Akkus durch, die vor thermischen Durchgehen geschützt sind und daher nicht brennen oder explodieren können. Außerdem sind Akkus mit Lithium-Eisenphosphat-Technologie noch leistungsstärker als andere Lithium-Akkus, haben eine verlängerte Lebensdauer und sind nicht toxisch.

Blei-Akku

Blei-Akkus sind vor allem durch die Autobatterie bekannt. Die Technologie ist bereits jahrzehntelang erprobt. Man unterscheidet Blei-Säure und Blei-Gel-Akkus. Während bei Blei-Säure-Akkus das Elektrolyt in flüssiger Form vorliegt, ist es in der Gelbatterie ein Gel bzw. Flies. Im Vergleich zu Lithium-Ion Akkus sind Blei-Akkus unempfindlicher gegenüber Über- und Tiefenentladung. Allerdings haben sie nur eine sehr begrenzte Lebensdauer von 5 bis 7 Jahren und erreichen lediglich Wirkungsgrade von 65-85%. Daher kommen Sie in Speichern für Photovoltaikanlagen nur noch selten zum Einsatz.

Redox-Flow

Die Redox-Flow-Technologie ist noch relativ unbekannt, gilt aber als Zukunftstechnologie für Batteriespeicher. Redox-Flow-Speicher sind beliebig skalierbar und somit auch als Großspeicher für Stromnetze verwendbar. Ein weiterer Vorteil: Sie benötigen keine seltenen Rohstoffe wie Lithium. Das in der Redox-Flow-Batterie verwendete Vanadium ist einer der häufigsten Rohstoffe der Erde. Allerdings ist die Produktion von Redox-Flow-Batterien noch sehr teuer, was die Speichertechnologie aktuell nicht konkurrenzfähig macht. Ob sich die Redox-Flow-Batterien in Zukunft durchsetzen werden, ist noch offen.

Auswahl des richtigen Stromspeichers

Wie groß sollte der Stromspeicher sein?

Die Dimensionierung eines Stromspeichers hängt von vielen Faktoren ab. Entscheidend ist vor allem Ihr Stromverbrauch und, sollten Sie bereits eine Photovoltaikanlage besitzen, auch die Größe Ihrer Photovoltaikanlage. Des Weiteren müssen Sie sich die Frage stellen, ob Sie möglichst unabhängig vom Stromnetz werden möchten oder ob die Stromrechnung gesenkt werden soll. Streben Sie maximale Autarkie an, benötigen Sie einen sehr großen Speicher. Rentabler ist es jedoch mit einem mittelgroßen Speicher lediglich 60% Autarkie zu erreichen.

Welche Maße hat ein Stromspeicher und wo sollte man ihn am besten aufstellen?

Stromspeicher können je nach Hersteller und Größe sehr unterschiedliche Maße haben. Standardgrößen sind Höhen zwischen 1,3 und 1,9 Meter und eine Breite von 0,5-1 Meter. Optimalerweise wird der Speicher in unmittelbarer Nähe zum Zählerschrank bzw. zum Wechselrichter aufgestellt. 

Auf welche technischen Eigenschaften des Speichers sollte man achten?

Bei der Auswahl eines geeigneten Stromspeichers stößt man im technischen Datenblatt der Hersteller schnell auf eine Fülle von Kennzahlen. Die wichtigsten Kennzahlen eines Stromspeichers sind die Speicherkapazität, der Wirkungsgrad und die Anzahl der möglichen Ladezyklen.

Speicherkapazität (auch Nennkapazität) – Energie in kWh, die bei der Aufladung maximal gespeichert werden kann. Typische Kapazitäten von Stromspeichern im Einfamilienhaus liegen zwischen 6 und 16 kWh.

Nutzkapazität – Speicherkapazität, die tatsächlich genutzt werden kann, wenn die zulässige Entladetiefe eingehalten wird. Achten Sie daher beim Vergleich verschiedener Modelle immer auf die im Datenblatt angegebene Nutzkapazität, statt die Speicherkapazität.

Nennkapazität und Nutzkapazität Stromspeicher
Speicherkapazität und Nutzkapazität

Wirkungsgrad – Der Wirkungsgrad gibt an, wie viel Energie bei der Speicherung verloren geht. Bei einem Wirkungsgrad von 80% stehen so nach der Speicherung noch 80% der ursprünglich zugeführten Energie zur Verfügung. Die Wirkungsgrade von Lithium-Batteriespeichern sind mittlerweile sehr hoch und liegen bei 95% – 100%.

Anzahl der Ladezyklen – Ein Ladezyklus meint des einmalige Laden, Speichern und Entladen bei Nutzung der gesamten Speicherkapazität. Der Speicher sollte mindestens 5.000 Ladezyklen schaffen. Manche Hersteller, wie etwa sonnen, garantieren sogar 10.000 Ladezyklen.

Welche Batteriespeicher sind für die Nachrüstung geeignet?

Bei einer Nachrüstung sollte bevorzugt ein AC-Speicher gewählt werden, denn hier wird die Batterie hinter dem Wechselrichter angeschlossen und kann somit unabhängig von der Photovoltaikanlage betrieben werden. Bei einem DC-Speicher hingegen wird der Speicher zwischen Photovoltaikanlage und Wechselrichter eingebunden und muss sich der Größe der Photovoltaikanlage anpassen. Das führt dazu, dass der vorige Wechselrichter meist nicht mehr verwendet werden kann. Auch ein Speicher mit integriertem Wechselrichter lohnt in der Regel nicht, da ihre Anlage ja bereits über einen Wechselrichter verfügt und so keine Kosten eingespart werden können. Welche Wechselrichter mit einem Speicher kompatibel sind, wird von den Herstellern bekannt gegeben.  

Empfehlenswerte Speicherhersteller

BYD B-Box HV

BYD

BYD ist ein chinesischer Mischkonzern und weltweit der größte Hersteller von von aufladbaren Akkus. Im Automobilmarkt ist BYD nach Nissan der zweitgrößte Produzent von elektronisch betriebenen Fahrzeugen. Der Stromspeicher von BYD, die B-Box HV überzeugt durch Ihr ausgezeichnetes Preis-Leistungs-Verhältnis. Als eine der wenigen Hochvoltbatterien auf dem Markt erreicht sie zudem besonders hohe Wirkungsgrade.

RCT Power Battery

Die RCT Power GmbH ist ein deutscher Hersteller von Photovoltaik Speichern und Wechselrichtern für Privathaushalte mit Sitz in Konstanz am Bodensee. Die RCT Power Battery vereint Wirtschaftlichkeit und Flexibilität. Die Speichergröße ist in 1,9 kW Schritten von 3,8 bis 11,5 kWh frei wählbar. Trotz Hochvolttechnologie und einer hohen Speichereffizienz gehört der Speicher zu den preisgünstigsten auf dem Markt. 

Kosten & Wirtschaftlichkeit

Wie viel kostet ein Stromspeicher?

Die Preise für Stromspeicher im Einfamilienhaus variieren je nach Größe zwischen 4.000€ und 12.000€ Brutto inklusive Installationskosten. Für kleine Batteriespeicher bis 8 kWh zahlen Sie etwa 1.100 bis 1.300 Euro, größere Speicher kosten nur etwa 1.000€ pro kWh.

Lohnt sich die Speichernachrüstung?

Das Installationsdatum Ihrer PV-Anlage spielt bei der Entscheidung, ob eine Speichernachrüstung sinnvoll ist, eine entscheidende Rolle. Wurde Ihre Anlage vor 2009 installiert, ist die Nachrüstung eines Stromspeichers nicht sinnvoll, da Sie eine sehr hohe Einspeisevergütung erhalten. Ab 2010 ist die Nachrüstung hingegen meist lohnenswert, denn von 2009-2012 wurden Eigenverbrauchsboni auf selbstverbrauchten Strom gewährt. Nach 2012 ist die Einspeisevergütung bereits stark gesunken, sodass auch hier die Speicherung des Solarstroms günstiger ist, als die Einspeisung ins Netz.

Ist eine gespeicherte kWh Photovoltaikstrom günstiger als Strom aus dem Netz?

Ja, gespeicherter Strom ist seit 2016 günstiger als Strom aus dem Netz. Da die Herstellungskosten für Speicher seitdem weiter gesunken sind und der Strompreis jährlich steigt, vergrößert sich der finanzielle Anreiz für die Speicherung von Solarstrom stetig.

Stromspeicher haben 2016 Netzparität erreicht

Netzparität Photovoltaik Speicher

Förderung & Finanzierung

Welche Fördermöglichkeiten gibt es?

In einigen Bundesländern erhalten Käufer eines Photovoltaik Speichers Investitionszuschüsse. So fördert Bayern die Installation einer neuen Photovoltaikanlage mit Speicher mit einem Zuschuss zwischen 500€ und 3.200€ für den Batteriespeicher. Rheinland-Pfalz schließlich gewährt 100€ Zuschuss pro nutzbare Kilowattstunde Speicherkapazität. Zudem existieren auch vereinzelt regionale Fördermöglichkeiten. Weitere Zuschüsse vergeben so etwa Düsseldorf, Münster und München.

Mehr zur Speicherförderung.

Gibt es spezielle Finanzierungsmöglichkeiten?

Ja, der KfW-Kredit 270 gewährt günstige Zinskonditionen, wenn der Stromspeicher gemeinsam mit einer Photovoltaikanlage installiert wird. Auch Nachrüstungen sind in der Förderung inbegriffen. Außerdem gewähren einige Banken spezielle Kredite für Erneuerbare Energien.

Wie werden Stromspeicher steuerlich behandelt?

Installieren Sie Stromspeicher und Photovoltaikanlage gemeinsam, können Sie sich die auf den Stromspeicher gezahlte Mehrwertsteuer erstatten lassen. Bei einer Nachrüstung besteht diese Möglichkeit nicht. Einkommensteuerrechtlich können Batteriespeicher, die dem Eigenverbrauch dienen, nicht der Photovoltaikanlage zugeordnet und somit nicht abgeschrieben werden.

Mehr über die Versteuerung von Photovoltaikanlage und Batteriespeicher

Der Stromspeicher im Betrieb

Kann mein Stromspeicher auch bei Stromausfall Strom zur Verfügung stellen?

Ja, wenn Ihr Speicher über eine Notstromfunktion verfügt, kann er auch bei Stromausfall weiter betrieben werden. Hierbei wird zwischen zeitweiliger und echter Notstromversorgung unterschieden. Viele Speicher können einen Stromausfall lediglich für einige Stunden überbrücken, der Speicher ist jedoch nicht über die Photovoltaikanlage nachladbar. Bei einer echten Notstromfähigkeit, über die etwa der E3/DC S10 verfügt, kann der Speicher auch ohne Strom nachgeladen und so für unbegrenzte Zeit unabhängig vom Netz betrieben werden. 

Stromausfall

Kann ich den Lade- und Entladevorgang meines Speichers überwachen und steuern?

Ja, entscheiden Sie sich für einen Stromspeicher mit integriertem Intelligenten Energiemanagement, können Sie die Aktivität Ihrer Batterie überwachen und auch selbst steuern. Hersteller wie E3DC oder sonnen bieten hierzu eine Online Monitoring Portal, mit dem Sie Ihre Solarstromproduktion, Ihren Stromverbrauch und auch den aktuell gespeicherten Solarstrom in Echtzeit nachverfolgen können. Zusätzlich verfügen Stromspeicher häufig über ein integriertes Display, an dem sich die gleichen Daten manuell ablesen lassen.

Die Steuerung erfolgt meist ebenfalls über das Online-Portal des Herstellers. Mit wenigen Klicks können Sie dort festlegen, wie viel Strom gespeichert, selbst genutzt oder eingespeist werden soll. Natürlich gibt es auch vordefinierte Programme mit denen der Speicher das Energiemanagement vollautomatisch regelt.

Sonnen Energiemanager Online Portal

Sind Batteriespeicher SmartHome fähig?

Durch SmartHome können Sie Haushaltsgeräte gezielt ein- und ausschalten. In Kombination mit einem Stromspeicher kann Ihre Spülmaschine so auch dann betrieben werden, wenn Sie nicht zuhause sind und überschüssigen Solarstrom zur Verfügung haben. Meist müssen Sie hierzu lediglich intelligente Steckdosen, sogenannte “Smart Plugs”, zwischen dem entsprechenden Endgerät und der normalen Steckdose installieren.

Mittlerweile bieten viele Batteriespeicher am Markt SmartHome Kompatibilität an. Ist Ihnen eine smartHome Funktion wichtig, sollten Sie beim Kauf darauf achten, ob der Hersteller auch mit SmartHome Kompatibilität wirbt. sonnen, E3/DC, Varta und viele weitere Hersteller ermöglichen die Einbindung von SmartHome.

Ist ein Stromspeicher laut?

Nein, Stromspeicher sind deutlich leiser als die meisten Haushaltsgeräte. Das Modell S10 von E3/DC hat so nur eine Lautstärke kleiner 35 Dezibel. Zum Vergleich: ein Kühlschrank verursacht 50 Dezibel. 30 Dezibel hingegen entsprechen in etwa dem Geräuschpegel einer flüsternden Unterhaltung. Da Stromspeicher, im Gegensatz zu einem Kühlschrank auch nicht in Wohnräumen, sondern im Keller bzw. im Hauswirtschaftsraum aufgestellt werden, ist die Lautstärke meist eher unwichtig. 

Wie lange ist die Lebensdauer eines Speichers?

Pro Jahr durchläuft ein Stromspeicher für ein Einfamilienhaus etwa 200-250 Ladezyklen. Die meisten Speicher haben allerdings eine Lebensdauer von etwa 5.000-7.000 Ladezyklen. Der Hersteller sonnen garantiert für seine sonnenBatterie sogar 10.000 Ladezyklen. Damit halten die Speicher etwa 20-40 Jahre und müssen während der Betriebsdauer der Photovoltaikanlage in der Regel nicht ersetzt werden.

Wie lange ist die Garantie auf einen Stromspeicher?

Es wird eine 10-jährige Herstellergarantie gewährt. Das heißt unterschreitet die Leistung der Batterie innerhalb dieser Zeit 80% ihrer Nennkapazität, tritt der Garantiefall ein.

Muss ein Stromspeicher gewartet werden?

Eine regelmäßige Wartung ist nicht zwingend nötig, wenn der Stromspeicher über ein kontinuierliches Monitoring verfügt, über das Störungen schnell erkannt und behoben werden können. Lassen Sie Ihre Photovoltaikanlage allerdings ohnehin jährlich warten, ist es sinnvoll auch den Speicher in die Wartung einzuschließen.

Eigenen Stromspeicher konfigurieren und Angebot erhalten

Weiterführende Artikel

Sales

Nur für kurze Zeit: Solaranlage mit Speicher - schon ab 12.990 €