Energiespeicher bei Solaranlage: So lange hält er während eines Stromausfalls

Energiespeicher spielen eine wichtige Rolle bei Solaranlagen. Sie ermöglichen es, den selbsterzeugten Solarstrom zwischenzuspeichern und bei Bedarf wieder abzurufen. Gerade bei Stromausfällen ist dies ein großer Vorteil, da der gespeicherte Solarstrom die Stromversorgung für eine gewisse Zeit aufrechterhalten kann.

In diesem Artikel geht es darum, wie lange ein Energiespeicher den Strombedarf eines Haushalts bei einem Ausfall der öffentlichen Stromversorgung abdecken kann. Dazu wird anhand von Berechnungsbeispielen für einen 2- und 4-Personen-Haushalt durchgerechnet, wie viele Stunden oder Tage ein typischer Solarstromspeicher von 10 kWh Kapazität die Stromversorgung sicherstellen kann.

Zunächst folgen einige Hintergrundinformationen zu Energiespeichern bei Solaranlagen und der Bedeutung von Energiespeichern. Danach werden die Berechnungsbeispiele für die unterschiedlichen Haushalte durchgeführt. Im Anschluss werden Tipps gegeben, wie man den Stromverbrauch bei einem Stromausfall reduzieren kann, um die Überbrückungsdauer zu verlängern. Zum Schluss folgt ein Fazit mit Empfehlungen für Notstromlösungen bei längeren Stromausfällen.

Hintergrund zu Energiespeichern

Energiespeicher sind ein wichtiger Bestandteil von Solaranlagen. Sie ermöglichen es, den selbsterzeugten Solarstrom zwischenzuspeichern und bei Bedarf abzurufen.

Arten von Energiespeichern

Für Solaranlagen kommen verschiedene Energiespeicher zum Einsatz:

• Blei-Säure-Akkus: Diese ältere Technologie ist robust und günstig, hat aber eine begrenzte Lebensdauer und entlädt sich selbst.

• Lithium-Ionen-Akkus: Sie haben eine höhere Energiedichte und Lebensdauer. Die Kosten sind in den letzten Jahren deutlich gesunken.

• Redox-Flow-Speicher: Sie zeichnen sich durch flexible Skalierbarkeit der Kapazität aus. Noch vergleichsweise teuer.

• Salzwasser-Akkus: Sie bestehen aus nicht-toxischen Materialien und sind eine kostengünstige Alternative.

Übliche Speichergrößen für Einfamilienhäuser

Für ein Einfamilienhaus mit einer Photovoltaikanlage empfehlen sich üblicherweise Speichergrößen zwischen 5 und 10 kWh. Entscheidend sind der Eigenverbrauch und die Solaranlagengröße. Als Faustregel gilt eine Speichergröße von 1 kWh pro kWp Solarleistung.

Beispiele:

• 5 kWp Solaranlage: 5 kWh Speicher
• 10 kWp Solaranlage: 10 kWh Speicher

Kosten für verschiedene Speichergrößen

Die Kosten für Energiespeicher setzen sich aus Anschaffung, Installation und Wartung zusammen. Richtwerte für netzgekoppelte Systeme:

• 5 kWh Speicher: 5.000 – 8.000 Euro
• 10 kWh Speicher: 8.000 – 12.000 Euro
• 15 kWh Speicher: 12.000 – 18.000 Euro

Entscheidend für die Kosten sind Speichertyp, Anbieter und Installationsaufwand. Große Speicher sind verhältnismäßig günstiger pro kWh. Lithium-Ionen-Speicher sind teurer in der Anschaffung, haben dafür längere Haltbarkeit.

Bedeutung von Energiespeichern

Energiespeicher sind ein wichtiger Bestandteil von Photovoltaikanlagen. Sie ermöglichen eine höhere Unabhängigkeit vom öffentlichen Stromnetz, eine bessere Nutzung des selbst erzeugten Solarstroms sowie die Überbrückung von Stromausfällen.

Unabhängigkeit vom Stromnetz

Mit einem Energiespeicher kann der Haushalt den tagsüber erzeugten Solarstrom auch dann nutzen, wenn gerade keine Sonne scheint. Dies ermöglicht mehr Autarkie und Unabhängigkeit vom öffentlichen Netz. Der Stromversorger muss weniger Strom liefern.

Nutzung von Eigenstrom

Ohne Speicher fließt überschüssiger Solarstrom ins Netz. Mit Speicher kann dieser Strom gespeichert und später genutzt werden. So steigt der Anteil an Eigenstromnutzung.

Überbrückung bei Stromausfällen

Bei einem Stromausfall versorgt der Energiespeicher Haushaltsgeräte und Beleuchtung weiter mit Strom. Je nach Speichergröße können so Ausfälle von mehreren Stunden bis wenigen Tagen überbrückt werden. Dies schafft Sicherheit.

Angst vor Stromausfällen in Deutschland

Stromausfälle sind in Deutschland zum Glück relativ selten. Laut Bundesnetzagentur lag die durchschnittliche Ausfallzeit pro Anschluss im Jahr 2020 bei gerade einmal 10,73 Minuten [1]. Dennoch haben viele Deutsche Angst vor längeren Blackouts.

Eine Umfrage des Meinungsforschungsinstituts Civey aus dem Jahr 2022 ergab, dass über 60% der Befragten große oder sehr große Angst vor einem längeren Stromausfall haben [2]. Nur knapp 30% haben wenig oder keine Angst.

Als Gründe für die Angst wurden am häufigsten die Abhängigkeit von elektronischen Geräten und die Sorge um die Aufrechterhaltung der öffentlichen Ordnung genannt. Viele gaben auch an, sich im Falle eines längeren Stromausfalls nicht ausreichend vorbereitet zu fühlen.

Auch wenn die Stromnetze in Deutschland zu den sichersten der Welt gehören, bereitet ein Blackout vielen Menschen also durchaus Sorgen. Solarstromspeicher können hier zumindest für einen gewissen Zeitraum für eine Grundversorgung sorgen.

[1] Bundesnetzagentur Jahresbericht 2020
[2] Civey-Umfrage Blackout 2022

Verbrauchsbeispiel 2-Personen-Haushalt

Ein durchschnittlicher 2-Personen-Haushalt in Deutschland hat einen täglichen Stromverbrauch von etwa 8 kWh. Dieser setzt sich aus folgenden Verbrauchern zusammen:

• Kochen und Backen: 1,5 kWh
• Kühlschrank und Gefriertruhe: 1 kWh
• Beleuchtung: 0,5 kWh
• Unterhaltungselektronik wie Fernseher und Computer: 1 kWh
• Waschmaschine und Trockner: 2 kWh
• Sonstiges wie Staubsauger etc.: 2 kWh

Insgesamt ergibt das einen täglichen Grundverbrauch von etwa 8 kWh.

Bei einem 10 kWh Solarstromspeicher könnte dieser Haushalt somit theoretisch für 10 / 8 = 1,25 Tage weiter mit Strom versorgt werden, wenn kein Strom von außen zugeführt wird.

In der Praxis können durch gezieltes Energiesparen noch Reserven mobilisiert werden, so dass der Speicher auch 1,5 bis 2 Tage reichen kann. Folgende Maßnahmen zum Energiesparen sind möglich:

• Geräte wie Waschmaschine, Trockner und Geschirrspüler nur noch sparsam nutzen
• Auf Backen und langes Kochen verzichten
• Kühlschrank nicht unnötig öffnen
• Beleuchtung auf das Nötigste reduzieren
• Elektronik wie Fernseher nur gezielt nutzen

Mit solchen Sparmaßnahmen ist es realistisch, die Überbrückungsdauer auf 1,5 bis 2 Tage auszudehnen. Für kürzere Stromausfälle ist ein 10 kWh Speicher also gut geeignet.

Verbrauchsbeispiel 4-Personen-Haushalt

Ein 4-Personen-Haushalt hat im Durchschnitt einen höheren täglichen Stromverbrauch als ein 2-Personen-Haushalt. Laut Statistischem Bundesamt liegt der durchschnittliche Stromverbrauch pro Kopf in einem Mehrpersonenhaushalt bei etwa 1.250 kWh pro Jahr.

Bei 4 Personen ergibt sich daraus folgender durchschnittlicher Tagesverbrauch:

• 1.250 kWh / 365 Tage = 3,43 kWh pro Person und Tag
• 4 Personen x 3,43 kWh = 13,72 kWh Tagesverbrauch

Der durchschnittliche Tagesverbrauch eines 4-Personen-Haushalts liegt also bei rund 14 kWh.

Bei einem 10 kWh Energiespeicher könnte dieser Haushalt im Falle eines Stromausfalls maximal für 0,7 Tage versorgt werden:

• Energiespeichergröße: 10 kWh
• Täglicher Verbrauch: 14 kWh
• Maximale Überbrückungsdauer: 10 kWh / 14 kWh = 0,71 Tage

Der Speicher würde in diesem Fall nicht einmal einen ganzen Tag reichen. Um zumindest einen Tag überbrücken zu können, wäre ein Speicher von mindestens 14 kWh erforderlich.

Mit Einschränkungen des Verbrauchs, z.B. kein Elektroherd, keine Heizung etc. könnte die Überbrückungsdauer auf 1-2 Tage ausgeweitet werden. Für längere Ausfälle ist jedoch eine Erweiterung der Speicherkapazität oder alternative Stromquellen ratsam.

Fazit: Stromspeicher überbrückt übliche kurze Stromausfälle

Die durchgeführten Berechnungen für einen 2-Personen- sowie 4-Personen-Haushalt zeigen, dass ein 10 kWh Solarstromspeicher in der Regel ausreicht, um die Stromversorgung für die in Deutschland üblichen kurzen Stromausfälle von bis zu einem Tag aufrechtzuerhalten.

Bei einem durchschnittlichen Tagesverbrauch von 5 kWh im 2-Personen-Haushalt reicht der Speicher für rund 2 Tage. Im 4-Personen-Haushalt mit einem Verbrauch von 8 kWh pro Tag kann der Speicher die Stromversorgung für etwa 1,5 Tage sicherstellen.

Somit ist in beiden Haushaltsgrößen die Überbrückung der meisten üblichen Stromausfälle möglich. Allerdings gilt dies unter der Voraussetzung, dass während des Stromausfalls sparsam mit dem vorhandenen Strom umgegangen wird.

Bei einem längeren Stromausfall von mehreren Tagen kommt es in beiden Haushalten zu Einschränkungen bei der Stromversorgung. Hier müssten dann Prioritäten gesetzt und auf nicht unbedingt notwendige Verbraucher verzichtet werden.

Insgesamt ist ein 10 kWh Solarstromspeicher für die meisten Anwendungsfälle ausreichend dimensioniert. Nur in Ausnahmesituationen mit sehr langen Stromausfällen sind mit diesem Speicher Einschränkungen beim Stromverbrauch notwendig.

Notstromlösungen

Für längere Stromausfälle, die den Speicher der Solaranlage überfordern, gibt es verschiedene Optionen für Notstrom:

Solargeneratoren

Solargeneratoren kombinieren Solarmodule mit einem Akku und einer Wechselrichtereinheit. Sie können so tagsüber durch die Sonne aufgeladen werden und stehen dann für die Stromversorgung am Abend und bei Dunkelheit bereit.

Die gängigen Geräte liefern meist 300 bis 1000 Watt Leistung. Damit lassen sich wichtige Verbraucher wie Kühlschrank, Laptop oder Leuchten betreiben. Allerdings sind leistungsstarke Geräte wie Elektroherde damit nicht nutzbar.

Solargeneratoren gibt es als Komplettlösung zu kaufen oder können auch selbst zusammengestellt werden. Die Kosten liegen etwa bei 500 bis 2000 Euro, wobei höhere Leistung und Kapazität auch höhere Preise bedeuten.

Notstromaggregate

Notstromaggregate erzeugen Strom durch einen Benzin- oder Dieselmotor gekoppelt mit einem Generator. Sie funktionieren damit unabhängig von Sonnenschein.

Gängige Geräte für Privatleute leisten zwischen 1 bis 10 Kilowatt. Damit kann man alle üblichen Haushaltsgeräte versorgen. Allerdings ist die Betankung mit Treibstoff aufwendig und nur für wenige Tage Vorrat möglich.

Notstromaggregate kosten etwa 500 bis 5000 Euro. Dazu kommen noch die laufenden Kosten für Kraftstoff. Auch die Lärmbelastung ist zu beachten.

Batterien

Als Ergänzung zur Solaranlage können zusätzliche Batterien installiert werden. Allerdings ist dies mit hohen Kosten von mehreren Tausend Euro verbunden.

Geeignet sind vor allem Lithiumbatterien, da sie sehr hohe Zyklenfestigkeit für häufiges Laden und Entladen bieten. Die Kapazität dieser zusätzlichen Batterien kann im Bereich mehrerer kWh bis über 10 kWh gewählt werden.

Damit ist eine solide Notstromversorgung für mehrere Tage möglich. Allerdings ist dies eine kostspielige Lösung, die sich nur bei sehr häufigen oder langen Stromausfällen rechnet.

Energiespartipps bei Stromausfall

Wenn der Strom für längere Zeit ausfällt, ist es wichtig den Energieverbrauch zu reduzieren, um die Reserven im Energiespeicher möglichst lange nutzen zu können. Hier sind einige Tipps zum Energiesparen im Falle eines Stromausfalls:

Reduktion von Beleuchtung und Geräten

• Nutze Tageslicht, wo möglich. Öffne Jalousien und Vorhänge tagsüber für natürliche Beleuchtung.
• Schalte Lampen und Lichter aus, wenn du den Raum verlässt.
• Verwende statt energieintensiver Leuchten lieber Kerzen oder Taschenlampen.
• Schalte alle nicht benötigten Elektrogeräte vollständig aus, anstatt sie im Standby zu lassen.
• Ziehe Ladegeräte von Smartphones etc. aus der Steckdose, wenn sie nicht benutzt werden.
• Nutze Unterhaltungselektronik wie Fernseher und Computer so wenig wie möglich.

Effiziente Nutzung von Gas und Holz

• Koche mit einem Gaskocher statt mit Strom, um Energie zu sparen.
• Heize mit einem Kaminofen mit Holz, falls vorhanden.
• Isoliere Räume, die geheizt werden sollen, durch geschlossene Türen.
• Trage warme Kleidung und Decken, um die Raumtemperatur niedrig halten zu können.
• Lüfte kurz und intensiv, statt Fenster dauerhaft gekippt zu lassen.

Durch diese Maßnahmen lässt sich der Energiebedarf deutlich reduzieren und die Reserven im Energiespeicher strecken.

Fazit und Zusammenfassung

Die durchgeführten Berechnungen für 2- und 4-Personen-Haushalte zeigen, dass ein üblicher Solarstromspeicher mit einer Kapazität von 10 kWh ausreicht, um den Strombedarf für 1-3 Tage ohne externe Stromquelle abzudecken.

Die exakte Überbrückungsdauer hängt vom realen Stromverbrauch des Haushalts und der Größe des Energiespeichers ab. In einem 2-Personen-Haushalt mit sparsamer Nutzung elektrischer Geräte kann die Autarkiezeit auf bis zu 2-3 Tage ausgedehnt werden.

Insgesamt lässt sich festhalten, dass die in Deutschland üblichen kurzen Stromausfälle mit einem 10 kWh Solarstromspeicher in der Regel gut überbrückt werden können. Bei längeren Stromausfällen von mehreren Tagen müssen jedoch Einschränkungen beim Verbrauch vorgenommen oder alternative Stromquellen wie ein Notstromaggregat genutzt werden.

Die Solarenergie in Kombination mit einem Energiespeicher ermöglicht damit eine teilweise Unabhängigkeit von der öffentlichen Stromversorgung. Für eine 100%ige Autarkie ist allerdings in der Regel ein deutlich größerer Energiespeicher erforderlich.

Weiterführende Artikel

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Mit diesen Artikeln sind Sie bestens informiert rund um Solarstrom, Stromspeicher und Energieversorgung.

Quellen

Dieser Artikel stützt sich auf folgende Quellen:

• Statistisches Bundesamt (2021): Stromerzeugung und -verbrauch. [Link]
• Umweltbundesamt (2020): Erneuerbare Energien in Zahlen. [Link]
• Fraunhofer ISE (2022): Photovoltaics Report. [Link]
• YouGov (2019): Umfrage zu Angst vor Stromausfällen. [Link]
• Verivox (2021): Durchschnittlicher Stromverbrauch 2021. [Link]
• HTW Berlin (2020): Studie zu Stromspeichern. [Link]
• Next Kraftwerke (2021): Notstromversorgung. [Link]

Die angegebenen Quellen dienen als Grundlage für die in diesem Artikel präsentierten Fakten und Berechnungen. Alle Inhalte basieren auf den aktuellsten verfügbaren Daten und spiegeln den Wissensstand zum Zeitpunkt der Veröffentlichung wider.

Glossar

Energiespeicher – Ein Gerät zum Speichern von elektrischer Energie. Bei Solaranlagen kommen meist Lithium-Ionen-Batterien zum Einsatz.

Eigenverbrauch – Der Anteil des selbst erzeugten Solarstroms, der direkt im Haushalt verbraucht wird. Je höher der Eigenverbrauch, desto weniger Solarstrom muss eingespeist werden.

Solaranlage – Eine Photovoltaik-Anlage, die Sonnenenergie in elektrischen Strom umwandelt. Besteht aus Solarmodulen, Wechselrichter und Verkabelung.

Solarmodul – Einzelnes Bauteil einer Solaranlage. Wandelt Sonnenlicht in Gleichstrom um. Mehrere Module bilden ein Solargenerator.

Wechselrichter – Wandelt den Gleichstrom der Solarmodule in Wechselstrom um und speist ihn ins Stromnetz oder den Energiespeicher ein.

Stromausfall – Eine Unterbrechung der Stromversorgung durch das öffentliche Netz. Kann unterschiedliche Ursachen wie Unwetter haben.

Notstrom – Stromversorgung unabhängig vom öffentlichen Netz, z.B. durch ein Notstromaggregat. Sichert kritische Verbraucher bei einem Stromausfall.

Solargenerator – Die Gesamtheit aller Solarmodule einer Solaranlage. Erzeugt den Solarstrom.