Stromspeicher

Sind die Möglichkeiten der Lastverschiebung ausgeschöpft, lässt sich durch den Einsatz von Stromspeichern die Nutzung des selbst erzeugten Stroms weiter erhöhen und somit der Bezug von Strom aus dem Netz entsprechend reduzieren.
Um dies ökonomisch und ökologisch vorteilhaft zu tun, müssen einige Punkte bei der Auswahl des Systems und dessen Betrieb beachtet werden. So sollte neben den Investitionskosten unter anderem auf die potenzielle Auslastung (Vollzyklen/a), der Effizienz und die Lebensdauer bzw. Alterung des Systems geachtet werden.

Seit 2014 bietet C.A.R.M.E.N. e.V. eine Übersicht über sich auf dem deutschen Markt befindlichen Batteriespeichersysteme an. Dazu werden bei den Herstellern grundlegende Eigenschaften und Kennzahlen abgefragt und in einer Übersicht zur Orientierung und Auswahl dargestellt. Neben Angaben zu Technologie, Effizienz und Garantie der Systeme werden unter anderem auch Informationen zur restlichen Nutzkapazität nach 15 Jahren, der zulässigen Umgebungstemperatur und einer möglichen Notstromversorgung abgefragt.

Mit der Dimensionierung ist vor allem die Bestimmung des nutzbaren Speichervermögens gemeint. Dieses wird als Nutz- oder Nettokapazität bezeichnet. Bei einer gewerblichen Nutzung ist zusätzlich die Leistung von Bedeutung. Für eine erste eigenverbrauchsoptimierte Auslegung kann folgende Faustformel angewendet werden: Pro 1.000 kWh Jahresstromverbrauch sollte der Batteriespeicher 1 kWh Nutzkapazität aufweisen, wenn jeweils mindestens 1 kWp PV-Leistung installiert ist. Je nach Ausrichtung der Photovoltaikanlage, des Stromverbrauchs über den Tag hinweg oder der Art der Stromverbraucher, wie Wärmepumpe oder E-Auto, kann sich das Verhältnis ändern.

Die Lebensdauer hängt von mehreren Faktoren ab, etwa von der Art und Weise der Betriebsführung, von der Umgebungstemperatur oder auch von der gewählten Speichertechnologie. Bleispeicher weisen in der Regel die niedrigste Lebensdauer auf. Bei Lithium-Ionen-Speichern werben Hersteller oft mit 6.000 und mehr Lade- und Entladezyklen. Ein durchschnittlicher Haushalt kann den Speicher im Jahr etwa 230 Mal komplett be- und entladen. Rechnerisch ergebe sich daraus eine Lebensdauer von über 26 Jahren. Zusätzlich unterliegen Batteriespeicher aufgrund von chemischen Vorgängen in den Batteriezellen und der Umgebungstemperatur einer sogenannten „kalendarischen Alterung“ wodurch die Kapazität der Batterie stetig sinkt. Für neuere Lithium-Ionen-Speicher kann mit einer Lebensdauer von etwa 15 Jahren gerechnet werden.

Nicht unbedingt. Dazu muss ein Speicher mindestens notstromfähig sein. Manche Hersteller bieten dies als Option an und kann mit höheren Investitionskosten verbunden sein. Man unterscheidet typischerweise drei Arten der Notstromversorgung:
• Notstromfähigkeit: Es ist beispielsweise eine einzelne Steckdose am Gerät vorhanden, die bei einem Stromausfall genutzt werden kann. Die zur Verfügung stehende Leistung ist hierbei begrenzt. Die PV-Anlage produziert keinen Strom mehr, es kann nur der restlich Energieinhalt des Speichers genutzt werden.
• Back-Up-Fähigkeit: Der Speicher kann die Stromversorgung im Gebäude aufrechterhalten, jedoch nicht unterbrechungsfrei (z. B. nur durch Betätigung eines Schalters). Die zur Verfügung stehende Leistung ist häufig begrenzt. Erst durch diese Back-Up-Fähigkeit kann auch wieder der PV-Wechselrichter versorgt werden, die PV-Anlage somit Strom produzieren und ebenso zur Stromversorgung beitragen oder den Speicher beladen.
• Unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV): Das Prinzip der USV ist typischerweise, dass die Sicherstellung der elektrischen Versorgung des Gebäudes in vollem Umfang ohne merkbare Unterbrechung erfolgt. Die PV-Anlage kann auch hier Strom erzeugen.