Stromspeicher nachrüsten

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Ein Stromspeicher für Photovoltaikanlagen ermöglicht überschüssigen selbstproduzierten Strom zu bevorraten. Dadurch lässt sich der gespeicherte Strom zu jeder Zeit abrufen, auch wenn die Photovoltaikanlage keinen oder zu wenig Strom erzeugt. Jedoch eignet sich ein Stromspeicher nicht für jede Photovoltaikanlage. Im Wesentlichen sind bei der Nachrüstung eines Stromspeichers einige Punkte zu beachten:

  • Alter der Photovoltaikanlage
  • Kapazität des Stromspeichers
  • Gleichstrom- oder Wechselstrom Anbindung
  • Platz- und Temperatur
  • Wirtschaftlichkeit des Stromspeichers
  • Förderung möglich?

Ob und wann sich ein Stromspeicher lohnt, ist zum Teil von den aufgezählten Punkten abhängig. Der persönliche Nutzen ist aber auch von der eigenen Intention abhängig, wenn zum Beispiel der wirtschaftliche Faktor hinter dem Umweltbewusstsein zurücktritt.

Stromspeicher nachrüsten: In meinen Augen eine lohnende Investition!

 

Was gibt es bei Stromspeichern zu beachten?

Im Handel gibt es viele unterschiedliche Speichersysteme, sodass die richtige Wahl nicht ganz einfach ist. Zuvor muss jedoch geprüft werden, ob die nachträgliche Installation des Speichersystems überhaupt Sinn macht. Ist zum Beispiel überhaupt genug Platz in einem geeigneten Raum vorhanden?

Alles rund um Heizen und Energie im Kompendium

Besonderheiten alter Photovoltaikanlagen

Alte Photovoltaikanlagen haben in doppelter Hinsicht Einfluss auf die Entscheidung zu einem Batteriespeicher für Solarstrom.

  1. Mit zunehmendem Alter lässt die Leistung von Photovoltaikanlagen nach. Bedingt durch die Degradation von Solarzellen, aber auch Beeinträchtigungen der transparenten Flächen durch Vergilbung oder andere altersbedingte Einflüsse. Genauso halten Batteriewechselrichter ca. nur 10 Jahre und auch Leitungen können im Laufe der Zeit erneuerungsbedürftig werden. In diesem Falle ist eine Nachrüstung mit einem Speichersystem wenig sinnvoll, wenn nicht auch eine Erneuerung der Photovoltaikanlage geplant ist.
  2. Ältere Photovoltaikanlagen, welche vor 2009 in Betrieb genommen wurden, erhalten eine höhere Einspeisevergütung (50,62 Cent pro eingespeiste Kilowattstunde). Das ist deutlich mehr als der aktuelle Strompreis (ca. 30 Cent) ist. Eigenverbrauch ist damit unrentabel und auch vom Gesetzgeber nicht vorgesehen. Es ergibt keinen Sinn und ist auch nicht erlaubt, für die Dauer des Stromliefervertrages ein Speichersystem nachzurüsten.

Die Größe des Stromspeichers

Größere Batteriespeicher kosten mehr Geld, was die Wirtschaftlichkeit eines Speichersystems bei einer Überdimensionierung infrage stellen kann. Deswegen muss ein Stromspeicher an die vorhandene Photovoltaikanlage und dem Strombedarf angepasst sein.

Je Kilowatt Photovoltaik-Leistung, sind 0,7 Kilowattstunden Speicherkapazität derzeit besonders wirtschaftlich. Sinkende Preise der Solarstromspeicher können auch höhere Speicherkapazitäten zulassen, was auch zur Erhöhung des Eigenverbrauchs beiträgt. Zudem wird dann auch ein höherer Autarkiegrad erreicht, jedoch nicht linear zur Höhe der Investitionskosten.

E-Fahrzeuge berücksichtigen

Der Eigenverbrauch sollte möglichst mit Rücksicht auf die Wirtschaftlichkeit des Batteriespeichers berücksichtigt werden. Größere Batteriespeicher lohnen sich jedoch, wenn damit ein E-Auto mit Energie versorgt wird. In diesem Fall ist auch noch eine Speicherkapazität von bis zu 1,5 Kilowattstunden je Kilowattstunde Photovoltaik-Leistung wirtschaftlich.

Die Photovoltaikanlage und Speicher müssen dem Verbrauch des E-Fahrzeuges angepasst sein. Ein E-Fahrzeug benötigt technisch bedingt 1,4 kW Ladestrom. Der tägliche Verbrauch des E-Fahrzeuges muss mit in die Kalkulation des Eigenverbrauches einbezogen werden. Bei mehreren E-Fahrzeugen erhöhen sich entsprechend die Anforderungen an Photovoltaikanlage und Solarspeicher. Photovoltaikanlagen unter 5 kWp sind häufig zu schwach und für E-Fahrzeuge weniger geeignet.

 

Unterschiedliche Möglichkeiten der Anbindung von Batteriespeichern

Photovoltaikanlagen erzeugen Gleichstrom (DC – Direct Current), im Haus wird jedoch Wechselstrom (AC – Alternating Current) benötigt. Somit besitzen Photovoltaikanlagen einen Wechselrichter, welcher aus dem verfügbaren Gleichstrom den benötigten Wechselstrom umwandelt. Der Solarstromspeicher wird jedoch mit Gleichstrom geladen. Dadurch ergeben sich unterschiedliche Möglichkeiten für eine Neuinstallation und Nachrüstung bei der Anbindung der Solarspeicher.

DC-Speichersystem

Bei einem DC-Speichersystem erfolgt nicht die sofortige Umwandlung in Wechselstrom für das Hausstromnetz. Der gelieferte Gleichstrom steht also über dem Gleichrichter zum Laden des Solarstromspeichers zur Verfügung, ohne dass höhere Systemverluste entstehen. Danach erfolgt erst die Umwandlung in Wechselstrom für die Einspeisung in das Hausstromnetz.

Neuanlagen mit Solarstromspeicher, werden aufgrund der geringeren Systemverluste und der niedrigeren Kosten in der Regel als DC-Speichersystem ausgeführt. Oft wird dann ein gemeinsamer Solarwechselrichter und Batteriewechselrichter (Hybridwechselrichter) installiert.

Wird eine bestehende Photovoltaikanlage mit DC-Anbindung mit einem Solarstromspeicher nachgerüstet, muss der Speicher auf die Größe der Photovoltaikanlage abgestimmt sein. Dazu muss auch die Spannung der PV-Modul-Reihenschaltung zu dem Solarspeicher passen oder angepasst werden, wie auch die maximale Anlagengröße für die direkte Ladung des Solarspeichers begrenzt ist. Eine DC-Anbindung ist in der Regel nur bei einer mit Solarspeicher geplanten Photovoltaikanlage als Neuanlage vorteilhaft.

AC-Speichersystem

Solarstromspeicher werden bei einem AC-Speichersystem nicht direkt an die PV-Module angeschlossen, sondern an das Hausstromnetz. Zwischen Solarstromspeicher und dem Wechselstrom des Stromnetzes befindet sich der Batteriewechselrichter, der den Wechselstrom in Gleichstrom für den Solarstromspeicher umwandelt.

Die Nachrüstung bestehender Photovoltaikanlagen ist mit einem AC-Speichersystem deutlich einfacher. Auch die Anpassung der Anlagengröße an den Stromspeicher entfällt bei dem AC-Speichersystem, wodurch eine höhere Flexibilität gegeben ist. Nachteilig sind die höheren Systemverluste durch die doppelte Umwandlung (Gleichstrom-Wechselstrom-Gleichstrom), sowie der höhere Installationsaufwand.

Für die Nachrüstung bestehender Anlagen mit einem Solarspeicher ist die AC-Anbindung ideal. Dennoch kann auch das AC-Speichersystem für eine Neuinstallation Vorteile aufweisen, wie zum Beispiel die problemlose Erweiterung auf weitere erneuerbaren Energiequellen. Ein Blockheizkraftwerk oder Windrad lassen sich ganz einfach in das AC-Speichersystem einbinden, wodurch der Autarkiegrad weiter ansteigt.

 

Stromspeicher benötigen Platz und die richtige Raumtemperatur

Ein normaler Solarspeicher – so wird der Stromspeicher auch oft genannt – nimmt ca. den Platz eines kleinen Kühlschrankes ein. Je nach Anlagengröße (zum Beispiel für E-Fahrzeug), können auch mehrere Stromspeicher zusammengeschaltet sein und entsprechend mehr Platz benötigen. In einigen Fällen ist jedoch auch eine Wandmontage beim Stromspeicher nachrüsten möglich.

Ich würde immer von einem Elektroauto ausgehen, das später gekauft wird, denn an diesen führt in meinen Augen in der Zukunft kein Weg vorbei. Auch Heizsysteme werden ja bereits immer mehr auf Strom umgestellt. Details im Beitrag zu Wärmepumpen und anderen Heizformen.

Oft ist jedoch bei einem Kauf des Stromspeichers klar, ob später auch ein E-Fahrzeug gekauft wird. Dann ist es von Vorteil, sich die Möglichkeit einer späteren Erweiterung um einen oder mehr Solarspeicher offen zu halten. Der von mir nachgerüstete Viessmann Vitocharge VX 3 Stromspeicher kann auf bis zu 3 Stromspeicher erweitert werden, sodass je nach Konfiguration bis zu 12 kWh Speicherkapazität standardmäßig nutzbar sind. Mit einigen Tricks geht dann aber auch deutlich mehr.

Die Leistungsfähigkeit von Solarspeichern ist von der Umgebungstemperatur abhängig, welche zwischen 15 und 25 °C betragen soll. Damit fällt eine Außenmontage weg, aber ein trockener Keller bietet sich als Aufstell- oder Montageplatz an. Wichtig ist auf eine gute Zugänglichkeit des Solarstromspeichers zu achten.

 

Wirtschaftlichkeit des Stromspeichers

Bleiakkumulatoren sind zwar günstiger, aber die nutzbare Speicherkapazität beträgt nur 50 bis 60 %. Zudem haben sie eine relativ kurze Lebensdauer von nur 10 bis 15 Jahren bzw. 2.000 bis 4.000 Vollladezyklen. Sie sind sehr schwer und benötigen belüftete Unterbringungsplätze.

Besser und auf dem Stand der Technik sind Lithium-Ionen-Akkus oder sogar Lithium-Eisenphosphat-Akkus. Sie lassen sich deutlich tiefer entladen, wodurch die nutzbare Speicherkapazität (bis ca. 95 %) deutlich im Vergleich zu Bleiakkumulatoren ansteigt. Die Vollladezyklen steigen ebenfalls auf 5.000 bis 7.000 an und die Lebensdauer beträgt ca. 20 Jahre und darüber.

Die Lebensdauer im Verhältnis zu den Kosten ist auch ein bestimmender Faktor der Wirtschaftlichkeit eines Solarspeichers, wo die Lithium-Ionen-Akkus und Lithium-Eisenphosphat-Akkus (zum Beispiel Vitocharge VX 3 von Viessmann) eindeutig im Vorteil sind, wenn sie nicht überdimensioniert installiert werden. Kleinere Speichergrößen sind in der Regel wirtschaftlicher als zu groß gewählte Speicher.

 

Fördergelder nutzen

Batteriespeicher können seit 2018 bundesweit nur noch über das KfW-Programm Erneuerbare Energien „Standard“ 270 gefördert werden. Dabei werden Errichtung, Erwerb oder Erweiterung von Anlagen zur Nutzung erneuerbarer Energien berücksichtigt. Das gilt auch für zugehörige Kosten für Planung, Projektierung und Installation. Förderfähig ist ein Batteriespeicher jedoch nur, wenn er den Ansprüchen der EEG genügt. Entsprechend lohnt es sich das Stromspeicher nachrüsten. Das trifft zum Beispiel auf meine Batteriespeicher Vitocharge VX 3 von Viessmann zu, mit dem ich sehr gute Erfahrungen machen konnte.

Trotzdem lohnt es sich regional nach weiteren Förderungen zu erkundigen, da viele Bundesländer und Kommunen zusätzliche Förderprogramme anbieten. Die Anträge auf Förderungen müssen im Regelfall jedoch vor dem Kauf oder der Installation erst bewilligt werden.

Aktuell gibt es auch ein Förderprogramm für Ladeboxen für E-Fahrzeuge. Dieser Zuschuss von EUR 900,00 zahlt meist die komplette Wallbox. Entsprechend sollte man diese direkt mit installieren. Geeignete Anbieter die mit nahezu allen E-Auto Typen klar kommen, sind z.B. Menneckes.

 

Wann lohnt sich ein Stromspeicher?

Nicht automatisch wird jede neue Photovoltaikanlage direkt mit einem Stromspeicher installiert. Daran lässt sich schon erkennen, dass eine Zwischenspeicherung des selbstproduzierten Stroms nicht in jedem Fall vorteilhaft oder wünschenswert ist. Durch die relativ hohen Kosten und durch die begrenzte Lebensdauer der Stromspeicher, gilt es genau zu kalkulieren.

Grundsätzlich lohnt sich ein Stromspeicher jetzt und zunehmend in der Zukunft, wenn die Kosten für selbsterzeugten Strom umgerechnet niedriger als für bezogenen Strom sind. Die Kosten für selbsterzeugten Strom setzen sich grob gesehen aus der Photovoltaikanlage, Stromspeicherung, Installation und Wartung zusammen. Voraussetzung dazu ist eine Amortisierung bevor zum Beispiel die Lebensdauer des Stromspeichers vorbei ist. Erhältliche Fördermittel wirken sich positiv auf diese Bilanz aus.

Einspeisevergütung vs. Eigenverbrauch

Früher lagen die Einspeisevergütungen über den aktuellen Strompreisen, wodurch es unrentabel war den Strom zu speichern oder selbst zu nutzen. Das ist seit 2012 nicht mehr der Fall. Der Eigenverbrauch des selbstproduzierten Stroms wird zunehmend attraktiver. Dazu tragen die permanent sinkende Einspeisevergütung und die steigenden Strompreise signifikant bei.

Eine Photovoltaikanlage ohne Stromspeicher reduziert den möglichen Eigenverbrauch auf die Strommenge, welche zum Zeitpunkt der Erzeugung verbraucht wird. In der Regel beträgt der mögliche Eigenverbrauch dann nicht mehr als bis zu 30 %.

Durch einen Stromspeicher steht der selbsterzeugte Strom unabhängig der Produktionszeit zu jeder Zeit für den Eigenverbrauch bereit. Zudem können auch Verbrauchsspitzen am Tage mit einem Stromspeicher abgefangen werden. Das ist zum Beispiel häufig morgens der Fall. Dann liefert die Sonneneinstrahlung noch gar nicht genug Energie, aber der Stromverbrauch durch eine elektrische Warmwasserbereitung ist hoch. Ein Stromspeicher kann den Eigenverbrauch auf bis zu 80 % steigern, in einigen Fällen sogar auf bis zu 100 %.

Autarkiegrad und Umwelt

Neben günstigerem Strom erhöht ein Stromspeicher die Autarkie. Ein 100-prozentiger Autarkiegrad ist jedoch mit sehr großem Aufwand und damit hohen Kosten verbunden, wodurch es aktuell unwirtschaftlich ist. Trotzdem ist ein erhöhter Autarkiegrad von Vorteil, um zum Beispiel Stromausfälle (zum Beispiel in ländlichen Gegenden) zum Teil zu kompensieren.

Da der meiste Strom in Deutschland aktuell durch Kohlekraftwerke erzeugt wird, ist jede Photovoltaikanlage auch ein Beitrag für die Umwelt und gegen den Klimawandel, besonders mit Stromspeicher. Auch wenn kein Strom von einer privaten Photovoltaikanlage eingespeist wird.

 

Meine Empfehlung beim Stromspeicher nachrüsten

Wir haben uns nach reiflicher Auswahl für einen Viessmann Vitocharge VX3 entschieden. Diesen gibt es in vielen verschiedenen Ausführungen und er ist nachrüst- und erweiterbar.

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