Photovoltaik und Stromspeicher: Ein effizientes Team

Wer eine Photovoltaikanlage auf seinem Haus montieren lassen möchte, dem geht es vor allem darum, Strom für den Haushalt selbst zu erzeugen. Etwa zwei Drittel der Befragten gaben bei einer Studie von EuPD Research Eigenverbrauchsoptimierung als wichtigstes Motiv für die Installation einer PV-Anlage an. Je höher die Eigenverbrauchsquote ausfällt, desto effizienter ist die Photovoltaikanlage. Ein Stromspeicher steigert die Eigenverbrauchsoptimierung deutlich.

Drei Arten von Stromspeichern

Die Eigenverbrauchsquote beschreibt, wie viel vom selbst erzeugten Sonnenstrom direkt im Haushalt verbraucht wird. Mit einer Photovoltaikanlage lassen sich in der Regel 30 bis 40% des Eigenverbrauchs abdecken. Der Grund dafür: Mit mittags erzeugtem Sonnenstrom kann man nicht abends den Fernseher laufen lassen – außer man nutzt einen Stromspeicher. Es gibt unterschiedliche Arten, den selbst produzierten Sonnenstrom für später „aufzuheben“:

• eine physische Batterie als Stromspeicher im eigenen Zuhause, z.B. im Keller, installieren;
  
  
• einen virtuellen Speicher nutzen. Dieser funktioniert ähnlich einer digitalen Cloud und ermöglicht, Strom umweltschonend und günstig für eine spätere Nutzung verfügbar zu machen;
  
  
• Power-to-Heat, d.h. die elektrische Energie in Wärme umzuwandeln. Dafür wird ein elektrischer Heizstab zur Wassererwärmung genutzt. Das Warmwasser kann entsprechend gespeichert werden.

Manche dieser Varianten lassen sich je nach individuellen Möglichkeiten und Bedarf auch kombinieren. Die Energieversorgung der Ferienanlage Seensucht am Weissensee zeigt, wie umfangreich eine solche Kombination werden kann: Zur Photovoltaikanlage mit 10 kWp kommen zwei Warmwasserspeicher (300 und 500 Liter) mit E-Patronen, eine E-Ladestation und eine Batterie als Stromspeicher inklusive E-Heizstäben im Wellness-Bereich.

Die selbst erzeugte Energie wird in der Ferienanlage für alltägliche Tätigkeiten wie Wäsche waschen und trocknen genutzt. Sobald es einen Überschuss an Sonnenstrom gibt, wandert dieser entweder in das Elektroauto, den Wärmespeicher oder den Pufferspeicher. So wird die erzeugte Energie optimal genutzt.

Dank individuell ausgelegten Speichermöglichkeiten wird der Sonnenstrom in der Ferienanlage Seensucht optimal genutzt.

Lohnt sich eine Photovoltaikanlage mit Stromspeicher?

Die Installation einer PV-Anlage ist wirtschaftlich sinnvoll. Selbst bei einem Eigenverbrauch von 30 bis 40% amortisiert sie sich nach etwa neun bis zwölf Jahren. Je größer jedoch der Anteil des selbst genutzten Sonnenstroms, umso eher rentiert sich die Anlage. Doch nicht immer wird der Strom genau dann gebraucht, wenn die PV-Module auf Hochtouren laufen.

Im Einfamilienhaus kommt eine richtig aufeinander abgestimmte Kombination von Photovoltaikanlage plus eigenem Batteriespeicher plus Heizstab für das Warmwasser auf eine Eigenverbrauchsquote von 80 bis 90%. Das heißt auch, dass der Strombezug vom Anbieter entsprechend sinkt. Je höher der Strompreis und je niedriger die Einspeisevergütung, umso mehr lohnt sich der Eigenverbrauch von Sonnenstrom.

Batteriespeicher: Den Strom im Keller bunkern

Um möglichst viel Strom selbst nutzen zu können, setzen viele Hausherren auf einen Batteriespeicher im Haus. Dieser ist im Prinzip nichts anderes als ein Akku im Keller, der vorwiegend auf der Lithium-Ionen-Technologie basiert. Diese Akku-Technologie wird auch im Smartphone, Laptop oder Elektroauto eingesetzt. Statt überschüssigen Strom aus der Photovoltaikanlage ins Netz einzuspeisen, fließt er in die Batterie. Von dort kann er abends oder in der Früh abgerufen werden.

„Mir war wichtig, dass ich möglichst viel vom produzierten Strom selbst verbrauche“, sagt Peter Filzmaier. Der Biobauer bewirtschaftet im Drautal einen über 650 Jahre alten Hof, am Dach des Stallgebäudes hat er eine 12-kWp-Photovoltaikanlage montieren lassen. „Unser Hof ist für die Photovoltaik ideal gelegen. Kaum Nebel dank der Höhe und eine perfekte Ausrichtung nach Süden. Das macht unsere Anlage höchst effizient“, so der Biobauer.

Landwirtschaft ist ein energieintensives Geschäft, bis zu 3.200 € betrug Filzmaiers jährliche Stromrechnung. Um den Energiebedarf des Hofs möglichst exakt abzudecken, entschied er sich für ein System mit Batteriespeicher. Denn am meisten Stromverbrauch fällt auf seinem Hof in Zeiten an, in denen keine Sonne scheint: in der Früh und am Abend, wenn die Kühe gemolken werden. Sogar im Winter kommt er mit dem Batteriespeicher auf einen Eigenverbrauchsanteil von 70%. „Ich erwarte mir wesentlich geringere Energiekosten. Die Anlage soll sich in sieben bis acht Jahren amortisiert haben“, so der Landwirt. Über ein Webportal kann er jederzeit einsehen, wo sein Strom hingeht und wie hoch sein Eigenverbrauchsanteil ist.

Wie groß soll der Batteriespeicher sein?

Genaue Informationen über die optimale Größe des Batteriespeichers finden Sie unter: "Photovoltaik: Strom im Keller oder in der Cloud speichern".

Wie lange hält ein Batteriespeicher?

Bei der Lebensdauer eines Batteriespeichers sind zwei Aspekte zu unterscheiden: die Zyklenzahl und die Alterung im Betrieb. Ein Zyklus bedeutet, den Stromspeicher einmal vollzuladen und wieder zu entladen. Ein Haushalt erreicht im Schnitt etwa 250 Zyklen pro Jahr. Hersteller werben mit mehreren Tausend Lade- und Entladezyklen. Hier sollte man sich bei der Wahl des Stromspeichers im Vorfeld entsprechend informieren.

Durch die chemischen Vorgänge im Inneren unterliegen Batteriespeicher auch einer Alterung. Diese hängt von der Bauform, der Qualität und dem Standort des Speichers ab. Entscheidend ist die Raumtemperatur: So eignet sich der kühle Keller besser als der warme Dachboden.

Kann ein Batteriespeicher auch nachgerüstet werden?

Im besten Fall wird der physische Speicher bereits bei der Installation der Photovoltaikanlage integriert. So können sämtliche Komponenten von Anfang an optimal aufeinander abgestimmt werden. Häufig sind die Investitionskosten geringer, wenn PV-Anlage und Stromspeicher gemeinsam gekauft werden. Die nachträgliche Ergänzung durch einen Energiespeicher ist zwar möglich, dafür ist aber ein Hybridwechselrichter notwendig.

Auch wenn sich die Preise für stationäre Batteriespeicher von 2014 bis 2019 mehr als halbiert haben, muss sich deren Installation nicht zwangsweise amortisieren. Man sollte sich jedenfalls von Experten durchrechnen lassen, ob unter den individuellen Gegebenheiten ein Speicher wirtschaftlich sinnvoll ist.

Werden Batteriespeicher gefördert?

Die Installation eines physischen Batteriespeichers wird finanziell unterstützt. In den Jahren 2021 und 2022 besteht die Möglichkeit, eine Investitionsförderung für die Neuerrichtung oder die Erweiterung von Stromspeichern bei der Abwicklungsstelle für Ökostrom AG (OeMag) zu beantragen. In Summe stehen pro Jahr 12 Millionen € für diese Förderaktion von Stromspeichern zur Verfügung.

Das Land Kärnten unterstützt die Installation von stationären Batteriespeichern im Rahmen der Alternativenergieförderung. Die maximale Höhe beträgt 350 € je kWh Nennkapazität, wobei pro Standort höchstens 10 kWh Nennkapazität gefördert werden. In unserem kostenlosen Förderguide finden Sie eine Übersicht der aktuellen Förderungen im Bereich Photovoltaik.

Virtueller Speicher: Den Strom in der Cloud speichern

Beim sogenannten virtuellen Speicher kommt man komplett ohne Batteriespeicher im eigenen Haus aus. Das Prinzip dieses flexiblen Speichermodells ist mit einer IT-Cloud oder einem Girokonto vergleichbar. Der überschüssig produzierte Strom fließt über das Stromnetz an den Anbieter. Wie bei einem Konto wird diese Energiemenge gutgeschrieben. Dieselbe Strommenge kann man dann wieder beziehen, wenn man sie braucht. Mehr Informationen zu virtuellen Speichermöglichkeiten finden Sie unter: "Photovoltaik: Strom im Keller oder in der Cloud speichern".

Power-to-Heat: Wärme als Stromspeicher

Der überschüssige Sonnenstrom muss nicht zwangsläufig in realen oder virtuellen Stromspeichern zwischengelagert werden. Warum diesen nicht zum Heizen nutzen? Unter Power-to-Heat versteht man die Erzeugung von Wärme mit elektrischem Strom. Im Einfamilienhaus werden meist Heizstäbe zur Warmwasserbereitung genutzt. Die so erzeugte Wärme wird dann in einem Pufferspeicher abgelegt.

Im großen Stil hat die Kelag dieses Prinzip in einer Power-to-Heat-Anlage in einem Mehrparteienhaus in Wien-Simmering umgesetzt. Der durch die Photovoltaikpaneele erzeugte Sonnenstrom wird mittels eines eigens entwickelten, leistungsgeregelten Durchlauferhitzers direkt in Wärme umgewandelt. Diese Energie wird in das Heizungssystem eingespeist – und das ausschließlich, wenn selbst erzeugter Sonnenstrom zur Verfügung steht.

„Wir können bei dieser Anlage mit einem Jahresertrag von rund 900 kWh pro kWp rechnen. Dieser wird direkt in Wärmeenergie umgewandelt und somit können wir sämtliche Zirkulationsverluste kompensieren“, erklärt KEW-Fachbereichsleiter für Energiedienstleistungen Markus Prevedel. Zirkulationsverluste bedeutet, dass Wärme beim Pumpen des Warmwassers durch die Heizrohre verloren geht. „Insgesamt können wir somit pro Jahr im Bestfall 50 MWh einsparen“, ergänzt Franz Glabischnig, Solutionmanager bei der KEW.