Solarspeicher – Informieren und Speicher planen

Dieser Artikel gibt einen Überblick über Batteriespeicher für Solarenergie, einschließlich Definition, Funktionsweise, Kosten, verschiedenen Technologien und Kaufkriterien.

Ein Solarstromspeicher ist eine Batterie, die überschüssige Solarenergie speichert, um sie später nutzen zu können. Dies hilft, den Eigenverbrauch von Solarstrom zu erhöhen. In diesem Artikel erklären wir, was genau ein Solarstromspeicher ist und wie die Speicherung von Solarenergie in Batterien funktioniert.

Wir schauen uns auch die Kosten von Solarbatterien an, welche verschiedenen Technologien es gibt und was man bei der Anschaffung beachten sollte. Zuletzt beantworten wir einige häufig gestellte Fragen rund um das Thema Solarstromspeicher. So erhält man einen umfassenden Überblick darüber, wie man Solarenergie intelligent speichern und nutzen kann.

Was ist ein Solarspeicher

Ein Solarspeicher ist eine Batterie, die überschüssige Energie von einer Photovoltaikanlage oder Solarthermieanlage speichert. Der Speicher ermöglicht es, Solarstrom oder Wärme zeitversetzt zu nutzen, auch wenn gerade keine Sonneneinstrahlung vorhanden ist.

Bei einer Photovoltaikanlage wird der tagsüber erzeugte, aber nicht direkt verbrauchte Solarstrom im Solarspeicher zwischengespeichert. Abends und nachts kann dieser Strom dann aus dem Speicher entnommen werden, um den Eigenverbrauch zu erhöhen.

Bei einer Solarthermieanlage wird die Wärme des Sonnenkollektors in einem Wärmespeicher gespeichert. Dies ermöglicht die Nutzung der Wärme für die Warmwasserbereitung oder Heizungsunterstützung, auch wenn die Sonne nicht scheint.

Ein Solarspeicher erhöht also die Autarkie des eigenen Solarsystems, da überschüssige Energie nicht ins Netz eingespeist, sondern vor Ort gespeichert und später genutzt werden kann. Dies senkt die Abhängigkeit von externen Energielieferanten.

Funktion eines Photovoltaik Solarspeichers

Ein Photovoltaik Solarspeicher dient dazu, den tagsüber vom Solarmodul erzeugten Strom zwischenzuspeichern, der nicht direkt selbst verbraucht wird.

Die Photovoltaikanlage auf dem Dach erzeugt Strom, wenn die Sonne scheint. Der erzeugte Solarstrom wird entweder direkt selbst verbraucht, ins öffentliche Stromnetz eingespeist oder in einem Solarspeicher zwischengespeichert.

Tagsüber, wenn viel Solarstrom produziert wird, der Eigenverbrauch aber gering ist,speichert der Solarspeicher den überschüssigen Strom. Abends und nachts, wenn kein Solarstrom mehr produziert wird, der Strombedarf im Haushalt aber hoch ist, wird der tagsüber gespeicherte Strom wieder aus dem Speicher entnommen und für den Eigenverbrauch genutzt.

Auf diese Weise wird durch den Solarspeicher eine zeitliche Entkopplung zwischen Stromproduktion und -verbrauch erreicht und der Eigenverbrauchsanteil der Solarstromanlage erhöht. Der Solarspeicher ermöglicht es somit, den Solarstrom dann zu nutzen, wenn man ihn braucht.

Das kosten Solarspeicher

Die Kosten für Solarspeicher hängen stark von der Speicherkapazität ab. Faustregel ist, dass ein Solarspeicher für ein Einfamilienhaus eine Kapazität von 3-12 kWh benötigt.

Bei diesen üblichen Größen liegen die Kosten bei etwa:

• 700-800 € pro kWh für einen 3 kWh Speicher
• 600-700 € pro kWh für einen 6 kWh Speicher
• 500-600 € pro kWh für einen 10 kWh Speicher

Grundsätzlich gilt: Kleine Speicher sind pro kWh teurer als große. Allerdings steigen die Gesamtkosten mit zunehmender Kapazität an.

In den letzten Jahren sind die Preise für Lithium-Ionen Solarspeicher deutlich gesunken. Lag der Preis pro kWh vor 5 Jahren noch bei über 1000 €, so hat er sich nahezu halbiert. Mit weiteren Kostensenkungen ist zu rechnen.

Trotz der hohen Anschaffungskosten amortisiert sich ein Solarspeicher in der Regel nach 6-10 Jahren. Danach fährt man finanziell deutlich besser als ohne Speicher. Die Investition lohnt sich also langfristig.

Welche Solarspeichertechnologien gibt es

Die drei gängigsten Speichertechnologien für Solarspeicher sind:

Lithium-Ionen-Akkus

Lithium-Ionen-Akkus haben sich in den letzten Jahren als Standard für Solarspeicher durchgesetzt. Sie zeichnen sich durch eine sehr hohe Energiedichte und einen hohen Wirkungsgrad aus. Dadurch können kompakte Speicher gebaut werden, die wenig Platz benötigen.

Lithium-Ionen-Akkus haben eine lange Lebensdauer von bis zu 10.000 Ladezyklen. Die Selbstentladung ist sehr gering. Nachteilig sind die relativ hohen Anschaffungskosten.

Blei-Gel-Akkus

Blei-Gel-Akkus waren früher verbreiteter in Solarspeichern. Ihre Energiedichte ist niedriger als bei Lithium-Ionen, weshalb die Speicher größer dimensioniert werden müssen.

Vorteil von Blei-Gel-Akkus ist der günstige Preis. Nachteile sind die begrenzte Lebensdauer von ca. 1.500 Ladezyklen und die höhere Selbstentladung.

Redox-Flow-Batterien

In Redox-Flow-Batterien zirkulieren die Elektrolyte extern in Tanks. Dadurch lassen sich einfach größere Kapazitäten realisieren.

Redox-Flow-Batterien haben eine sehr hohe Zyklenfestigkeit von bis zu 20.000 Zyklen. Nachteilig ist der eher niedrige Wirkungsgrad.

Vor- und Nachteile der Speichertechnologien

Die Wahl der richtigen Speichertechnologie ist entscheidend für die Leistung und Lebensdauer des Solarspeichers. Die gängigsten Technologien sind Lithium-Ionen-Batterien, Blei-Säure-Batterien und Redox-Flow-Batterien.

Lithium-Ionen-Batterien zeichnen sich durch eine sehr hohe Energiedichte und einen hohen Wirkungsgrad aus. Sie haben eine lange Lebensdauer von bis zu 10.000 Ladezyklen. Nachteilig sind die hohen Anschaffungskosten.

Blei-Säure-Batterien sind robuster gegen Tiefentladung. Allerdings ist ihre Energiedichte geringer und sie erreichen nur etwa 500-1000 Ladezyklen. Ihr Wirkungsgrad ist niedriger als bei Lithium-Ionen-Batterien.

Redox-Flow-Batterien haben eine fast unbegrenzte Zyklenfestigkeit. Die Energiedichte ist allerdings sehr gering. Sie eignen sich für große stationäre Speicher, weniger für kleinere Haushaltsspeicher.

Für Solarspeicher im Privatbereich haben sich Lithium-Ionen-Batterien als beste Wahl herausgestellt. Ihre lange Haltbarkeit und hohe Effizienz rechtfertigen die höheren Kosten.

Worauf beim Kauf eines Solarspeichers achten

Beim Kauf eines Solarspeichers sollten vor allem drei Aspekte beachtet werden: die richtige Dimensionierung, eine lange Lebensdauer und ein seriöser Hersteller.

Dimensionierung

Die Kapazität des Solarspeichers sollte an den Eigenverbrauch und die Größe der Photovoltaikanlage angepasst sein. Für ein Einfamilienhaus reichen in der Regel 3-12 kWh Speicherkapazität aus. Zu kleine Speicher nutzen die Solarstromerzeugung nicht optimal, zu große sind teurer als nötig. Am besten berechnet ein Fachbetrieb die optimale Größe.

Langlebigkeit

Die Lebensdauer eines Solarspeichers hängt von der Zyklenfestigkeit der verwendeten Batteriezellen ab. Marktführer bei Solarspeichern setzen auf Lithium-Eisenphosphat-Akkus (LiFePO4), die eine Lebensdauer von 10 Jahren und mehr erreichen. Bei Blei-Gel- oder Blei-AGM-Akkus ist mit 5-7 Jahren Lebensdauer zu rechnen.

Hersteller

Es empfiehlt sich, einen Solarspeicher von einem etablierten Hersteller mit Erfahrung, guter Verfügbarkeit von Ersatzteilen und professionellem Kundenservice zu kaufen. Auf eine mehrjährige Garantie sollte geachtet werden. Bei No-Name-Produkten ist Vorsicht geboten.

Kompatibilität mit Energiemanagementsystem

Intelligente Energiemanagementsysteme wie Stromclouds oder Smart-Home-Lösungen ermöglichen eine optimale Steuerung des Solarspeichers und die Einbindung in ein vernetztes Zuhause.

Beim Kauf eines Solarspeichers sollte daher darauf geachtet werden, dass eine Anbindung an gängige Stromclouds wie E3/DC oder Loxone möglich ist. Moderne Lithium-Ionen-Speicher verfügen in der Regel über offene Schnittstellen und APIs, um eine Integration in Energiemanagementsysteme zu ermöglichen.

Auch eine Anbindung an eine Smart Home Zentrale via Modbus, KNX oder Ethernet sollte vom gewählten Solarspeicher unterstützt werden. So lässt sich der Solarspeicher automatisiert steuern und in Automatisierungen einbinden, z.B. um Überschussstrom für die Wärmepumpe oder das Elektroauto zu nutzen.

Über Apps und Visualisierungen erhält man dann einen genauen Überblick über Erzeugung, Verbrauch und Speicherfüllstand. Das ermöglicht eine optimale Nutzung des Solarspeichers und maximiert die Eigenverbrauchsquote. Manche Hersteller bieten auch eigene Apps zur Speicherüberwachung an.

Bevor man sich für einen Solarspeicher entscheidet, sollte man also prüfen, ob die gewünschten Energiemanagement-Lösungen unterstützt werden. Nur so lässt sich das volle Potential des Solarspeichers in einem vernetzten Zuhause ausschöpfen.

Solarspeicher für Solarthermieanlagen

Solarthermie-Anlagen nutzen die Sonnenenergie, um Warmwasser und Heizwärme zu erzeugen. Anders als bei Photovoltaik wird hier keine Elektrizität, sondern Wärme produziert. Um diese Wärme speichern zu können, werden in Solarthermie-Anlagen Wärmespeicher eingesetzt.

Der Vorteil von Wärmespeichern ist, dass die tagsüber gewonnene Wärme nicht ungenutzt verfällt, wenn gerade kein Bedarf besteht. Stattdessen kann die Energie im Speicher zwischengespeichert und bei Bedarf abends oder nachts wieder abgerufen werden.

Geeignete Speichermedien für Solarwärmespeicher sind beispielsweise Wasser, Beton oder Phasenwechselmaterialien. Letztere können Wärme besonders effizient speichern. Moderne Solarthermie-Anlagen erreichen mithilfe von Wärmespeichern einen hohen Autarkiegrad bezüglich Warmwasser und Heizung.

Allerdings haben Wärmespeicher den Nachteil, dass keine vollständige Versorgung rund um die Uhr möglich ist. In sonnenarmen Perioden muss weiterhin zusätzlich geheizt werden. Trotzdem ist ein Solarwärmespeicher in den meisten Fällen eine sinnvolle Ergänzung, da die Solarenergie deutlich effizienter genutzt werden kann.

Funktionsweise Solarthermiespeicher

Solarthermiespeicher dienen dazu, die von der Solarthermieanlage erzeugte Wärme zwischenzuspeichern. So kann die Wärme auch zu einem späteren Zeitpunkt genutzt werden, wenn gerade keine Sonneneinstrahlung vorhanden ist.

Es gibt zwei gängige Arten von Solarthermiespeichern:

Pufferspeicher

Pufferspeicher sind die am häufigsten eingesetzten Solarthermiespeicher. Sie bestehen aus einem gut isolierten Warmwasserspeicher, in dem das erwärmte Wasser der Solarthermieanlage zwischengespeichert wird.

Pufferspeicher haben den Vorteil, dass sie vergleichsweise günstig sind und sich einfach in die bestehende Heizungsanlage integrieren lassen. Allerdings kann das warme Wasser im Pufferspeicher mit der Zeit abkühlen, so dass Wärmeverluste entstehen können.

Frischwasserstation

Bei einer Frischwasserstation wird das Warmwasser nicht im Speicher vorgehalten, sondern immer frisch bereitet, wenn Bedarf besteht. Dazu wird das kalte Trinkwasser bei Bedarf durch den Speicher geleitet und so erwärmt.

Vorteile von Frischwasserstationen sind der geringere Platzbedarf sowie die konstante Warmwassertemperatur und bessere Hygiene, da kein Wasser im Speicher steht. Nachteilig ist der höhere Installationsaufwand und die eingeschränkte Pufferfunktion.

Solarthermiespeicher sollten groß genug dimensioniert sein, um auch an mehreren Regentagen in Folge noch ausreichend Warmwasser bereitstellen zu können. Die Wahl des richtigen Speichers ist entscheidend für eine effiziente Nutzung der Solarthermieanlage.

Vor- und Nachteile Solarthermiespeicher

Solarthermie-Speicher dienen dazu, die Wärmeenergie aus der Solarthermie-Anlage zwischenzuspeichern. Sie haben einige Vor- und Nachteile:

Vorteile:

• Geringere Anschaffungskosten als Photovoltaik plus Speicher
• Einfache Installation, meistens im Keller oder Heizungsraum
• Kostenlose solare Wärme kann gespeichert und zeitversetzt genutzt werden
• Reduzierung des Brennstoffbedarfs (Öl, Gas) für die Heizung
• Unabhängiger von steigenden Energiepreisen

Nachteile:

• Keine vollständige Wärmeversorgung möglich, zusätzliche Heizung nötig
• Größere Speicher benötigen viel Platz
• Wärmeverluste treten auf, Nutzungsgrad somit niedriger
• Hohe Anschaffungskosten, lange Amortisationszeit
• Komplexere Anlage, höherer Installationsaufwand

Die Anschaffungskosten für einen Solarthermie-Speicher belaufen sich auf 500-2000 Euro, abhängig von der Speichergröße. Mit einem Solarthermie-Speicher lassen sich circa 30-60% des jährlichen Warmwasser- und Heizwärmebedarfs decken. Die Nutzung der gespeicherten Solarwärme ist zeitlich unbegrenzt möglich, es treten allerdings Wärmeverluste auf. Insgesamt bieten Solarthermie-Speicher eine kostengünstige Möglichkeit, solare Wärme zwischenzuspeichern und die Heizkosten zu senken.

Rentabilität von Solarspeichern

Die Anschaffung eines Solarspeichers ist eine Investition, die sich langfristig auszahlen kann. Ob sich ein Solarspeicher finanziell lohnt, hängt von verschiedenen Faktoren ab:

Amortisation

Die Amortisationszeit gibt an, nach wie vielen Jahren sich die Investitionskosten für den Solarspeicher durch die Einsparungen amortisiert haben. Bei Solarspeichern liegt die Amortisationszeit oft zwischen 10 und 15 Jahren. Sie hängt ab von:

• Anschaffungskosten des Speichers
• Installationskosten
• Strompreis
• Einspeisevergütung
• Eigenverbrauchsquote

Je teurer der Speicher, desto länger die Amortisationszeit. Je höher der Strompreis und je niedriger die Einspeisevergütung, desto schneller amortisiert sich der Speicher.

Rendite

Die Rendite gibt an, wie profitabel sich die Investition in einen Solarspeicher langfristig auszahlt. Hierbei werden die jährlichen Einsparungen den Anschaffungskosten gegenübergestellt. Gute Renditen liegen bei über 6%, sehr gute bei über 10%.

Die Rendite hängt wiederum von den oben genannten Faktoren ab. Wichtig ist, dass die Anschaffungskosten nicht zu hoch sind. Außerdem sollten Hausbesitzer ihren Eigenverbrauchsanteil durch den Speicher deutlich steigern können.

Mit den sinkenden Preisen für Solarspeicher steigt auch deren Rentabilität. Moderne Lithium-Ionen-Speicher können sich bei günstiger Dimensionierung schon nach wenigen Jahren amortisieren und renditestark sein.

Solarspeicher-Förderung

Die Anschaffung eines Solarspeichers kann durch Förderprogramme unterstützt werden. Die wichtigsten Fördermöglichkeiten sind:

• KfW-Förderung: Über die KfW-Bank gibt es zinsgünstige Kredite und Tilgungszuschüsse für die Installation von Solarspeichern. Gefördert werden Speicher von 2 bis 100 kWh Speicherkapazität. Die Förderhöhe liegt bei 600 Euro pro kWh Speicherkapazität.

• EEG-Förderung: Nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz gibt es eine Einspeisevergütung für nicht selbstverbrauchten Solarstrom. Mit einem Solarspeicher kann mehr Solarstrom selbst verbraucht werden, so dass die EEG-Vergütung sinkt. Dies wirkt sich positiv auf die Amortisation aus.

• Regionalförderung: Einige Bundesländer und Kommunen haben eigene Förderprogramme für Solarspeicher aufgelegt. Hier gibt es teilweise weitere Zuschüsse zusätzlich zu den KfW-Mitteln.

Insgesamt können durch die Förderung die Kosten für die Anschaffung eines Solarspeichers deutlich gesenkt werden. Da die Förderlandschaft sehr dynamisch ist, sollten Interessenten sich vor einer Kaufentscheidung über aktuelle Fördermöglichkeiten informieren.

Solarspeicher Nachrüsten

Viele Hausbesitzer mit einer bestehenden Photovoltaikanlage überlegen, ob sich ein Solarspeicher nachrüsten lässt. Die gute Nachricht ist, dass dies in den meisten Fällen problemlos möglich ist.

Kosten

Die Kosten für einen nachträglich installierten Solarspeicher hängen von einigen Faktoren ab:

• Größe des Speichers (kWh Kapazität)
• Gewählte Speichertechnologie
• Aufwand für die Installation

Mit Kosten von 700 bis 1500 Euro pro kWh Speicherkapazität muss man rechnen. Ein Speicher mit 5 kWh Kapazität kostet also zwischen 3500 und 7500 Euro.

Installation

Bei der Installation gibt es zwei mögliche Szenarien:

1. Der Wechselrichter der PV-Anlage unterstützt bereits einen Speicheranschluss. Dann muss lediglich der Solarspeicher angeschlossen werden.

2. Der Wechselrichter unterstützt keinen Speicher. Dann muss ein neuer Wechselrichter mit Speicheranschluss installiert werden. Dies verursacht zusätzliche Kosten.

Die Installation sollte von einem qualifizierten Elektriker durchgeführt werden. Dauer und Aufwand hängen von den Gegebenheiten vor Ort ab. In der Regel dauert die Nachrüstung eines Solarspeichers 1-2 Tage.

Lebensdauer von Solarspeichern

Die Lebensdauer eines Solarspeichers hängt vor allem von der Anzahl der Ladezyklen ab. Lithium-Ionen-Speicher halten in der Regel 5.000 bis 10.000 Zyklen.

Das bedeutet, der Speicher kann 5.000 bis 10.000 mal vollständig entladen und wieder aufgeladen werden, bevor die Kapazität deutlich nachlässt. Bei täglich einem Zyklus entspricht das einer Haltbarkeit von 13 bis 27 Jahren.

Allerdings altern Lithium-Ionen-Batterien auch, wenn sie nicht genutzt werden. Deshalb geben die Hersteller eine Kalenderlebensdauer von 10 bis 20 Jahren an.

Die meisten Hersteller gewähren auf Lithium-Ionen-Speicher eine Garantie von 10 Jahren. Häufig ist auch der Ersatz in den ersten 2 bis 5 Jahren kostenlos oder zum Teil kostenlos.

Auf Blei-Säure-Batterien gibt es meist nur 2 bis 5 Jahre Garantie. Ihre Zyklenfestigkeit ist mit 500 bis 1.500 Zyklen deutlich geringer. Allerdings altern sie weniger bei Nichtbenutzung.

Redox-Flow-Batterien halten bis zu 20.000 Zyklen und haben eine lange Kalenderlebensdauer. Die Garantie liegt bei 10 bis 20 Jahren. Ihr Nachteil ist der deutlich schlechtere Wirkungsgrad.

Fazit

Solarspeicher sind eine sinnvolle Ergänzung für bestehende Solaranlagen, um den Eigenverbrauch zu erhöhen und unabhängiger vom öffentlichen Stromnetz zu werden. Die Technologie hat sich in den letzten Jahren stark weiterentwickelt, sodass moderne Lithium-Ionen-Speicher eine hohe Energiedichte bei gleichzeitig langer Lebensdauer bieten.

Bei der Planung sollte man darauf achten, einen Solarspeicher mit ausreichender Kapazität für den eigenen Bedarf auszuwählen. Zudem ist auf die Kompatibilität mit dem Wechselrichter und ggf. vorhandenen Energiemanagementsystemen zu achten. Die Anschaffungskosten sind zwar immer noch relativ hoch, rentieren sich aber langfristig durch Einsparungen bei den Stromkosten.

Insgesamt ermöglichen Solarspeicher einen höheren Autarkiegrad und mehr Unabhängigkeit für Hausbesitzer mit einer Photovoltaikanlage. Durch kontinuierliche Weiterentwicklungen und Kostensenkungen bei den Speichertechnologien wird sich diese Entwicklung in Zukunft voraussichtlich noch verstärken.