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Photovoltaik und Batteriespeicher

25.07.2018

Eigenen Strom erzeugen können Hausbesitzer mit einer Photovoltaik-Anlage auf dem Dach. Die Investition lohnt sich vor allem dann, wenn möglichst viel vom selbst erzeugten Strom dank intelligentem Batteriespeicher auch im Haus genutzt werden kann.

Mit Batteriespeicher lohnt sich Sonnenstrom
Foto: djd/E.on

Moderne Wohnhäuser können kleine Kraftwerke sein, welche Energie für Heizung, Warmwasser und Haushaltsstrom über eine Photovoltaik-Anlage auf dem Dach selbst erzeugen. Wer seine Abhängigkeit von externen Versorgern senken und regenerative Energie nutzen möchte, kann also selbst zum Stromerzeuger werden.

Mit Batteriespeicher hohen Eigenverbrauch anstreben

Die Anschaffungskosten für eine solche Solarstrom-Anlage waren noch nie so niedrig wie heute. So kostet ein komplett installiertes Aufdach-System, bei dem die Module über der eigentlichen Dachhaut montiert werden, bei einer im Einfamilienhaus üblichen Größe von acht Kilowattpeak durchschnittlich nur noch etwa 11000 bis 13000 Euro.
Bisher wurde der erzeugte Strom meist ins öffentliche Netz eingespeist. Da die garantierte Einspeisevergütung für neu installierte Anlagen derzeit nur noch rund 12,30 Cent pro Kilowattstunde beträgt, ist das wirtschaftlich nicht mehr sonderlich attraktiv.

Interessant wird es allerdings, wenn der selbst erzeugte Strom zu einem möglichst hohen Anteil auch selbst genutzt werden kann, denn für eine Kilowattstunde Netzstrom bezahlt ein Privathaushalt in Deutschland durchschnittlich  etwa 28 Cent – Tendenz steigend. Maßgebend für die Auslegung einer Photovoltaik-Anlage ist deshalb heute nicht mehr ein möglichst hoher Stromertrag, sondern eine möglichst hohe Eigenverbrauchsquote. Dafür müssen Haus und Anlage einige Voraussetzungen erfüllen.

  • Erstens wird der rechnerische Ertrag der PV-Anlage möglichst gut auf den tatsächlichen jährlichen Strombedarf des Haushalts abgestimmt.
  • Zweitens ist es notwendig, die Energie speichern und bei Bedarf abrufen zu können, da die Sonne nicht immer scheint, wenn der höchste Energiebedarf besteht. 
  • Drittens muss das Haus möglichst komplett auf Strom als Energieträger ausgelegt sein – zum Beispiel durch eine elektrische Wärmepumpe für Heizung und Warmwasserbereitung.

Die für PV-Module zur Verfügung stehende (Dach-)Fläche muss übrigens nicht genau nach Süden orientiert sein, denn hier fallen die größten Erträge zur Mittagszeit an. Auch eine dem persönlichen Strombedarf angepasste Ost- oder Westausrichtung kann sinnvoll sein. In jedem Fall sollte die Fläche nicht durch Nachbargebäude oder (noch wachsende) Bäume beschattet werden. Wichtig ist außerdem eine qualitativ hochwertige Haushülle und Technik, die einen niedrigen Energiebedarf garantiert.

Um langfristig gesehen eine gute Kosten-Nutzen-Rechnung zu bekommen, ist die Speicherung des erzeugten Stroms notwendig. Denn wenn zur sonnigen Mittagszeit die Leistungsspitze der Solarstromanlage erreicht ist, besteht in vielen Haushalten nur ein niedriger Grundbedarf.

In den Abend- und Nachtstunden muss der Strom dann mehr als doppelt so teuer zugekauft werden. Genau hier greift der private Batteriespeicher: er ist in der Regel so ausgelegt, dass die Familie nach einem sonnigen Tag auch abends und nachts genug Strom zur Verfügung hat. Längere Schlechtwetterphasen überbrückt der Speicher nur bedingt. Das heißt, auch wenn ein gut abgestimmtes, intelligent gesteuertes „Hauskraftwerk“ mit Batteriespeicher die eigene Photovoltaik-Anlage ergänzt, ist ein Strombezug aus dem öffentlichen Netz nicht gänzlich zu vermeiden. Eine 100-prozentige Unabhängigkeit ist übers ganze Jahr gesehen kaum wirtschaftlich zu betreiben, da Anlage und Speicher dann für den Großteil des Jahres enorm überdimensioniert sein müssten. An sonnigen Tagen und im Sommer ist aber eine komplette „Selbstversorgung“ möglich.

Ohne Speicher können im Schnitt nur etwa 20 bis 30 Prozent des Strombedarfs selbst gedeckt werden. Als grobe Fausformel kann dann eine Rendite von rund vier Prozent erreicht werden. Jede Steigerung des Eigenverbrauchsanteils von 10 Prozent bedeutet ein Renditeplus von durchschnittlich 1,5 Prozent.

Eigenverbrauchsanteile bis etwa 40 Prozent lassen sich durch aktive Verbrauchsanpassung und ein gutes Lastmanagement mittels spezieller Energie-Manager-Systeme erreichen. Einfach ausgedrückt: Die Waschmaschine läuft nur, wenn die Sonne scheint. Mit einem leistungsfähigen Batteriespeicher lässt sich der Strom wie bereits erwähnt komfortabel zeitversetzt nutzen. Hier sind Eigenverbrauchsquoten von 60 Prozent und darüber erreichbar. An sonnigen Tagen und im Sommer ist sogar eine komplette „Selbstversorgung“ möglich.

Obwohl der Markt für spezielle „Hausakkus“ noch recht jung ist, gibt es mittlerweile ein beachtliches Angebot an unterschiedlichen Produkten. Bei den Batterie-Technologien konkurrieren vor allem zwei Arten miteinander: Blei-Batterien, die sich in der Praxis auch bei Autos oder zur Notstromversorgung von Krankenhäusern schon lange bewährt haben – und die relativ neuen Lithium-Ionen-Akkus. Letztere haben sich bei Hausbesitzern aktuell klar durchgesetzt. Sie bieten technische Vorzüge wie deutlich höhere Wirkungsgrade und Entladetiefen, mehr Be- und Entladezyklen sowie eine niedrigere Selbstentladung.

Alles aus einer Hand: Systeme bieten Sicherheit

Außerdem sind Lithium-Ionen-Batterien kompakter und lassen sich somit platzsparender aufstellen. Batterien mit kleiner Leistung werden sogar komplett mit dem Wechselrichter in ein Gehäuse integriert. Auch im Hinblick auf die Aufstellvorschriften sind sie leichter zu handhaben. Die längere Nutzungsdauer hebt den höheren Preis über die Jahre auf. Nicht vergessen werden darf allerdings, dass es zur Lebenserwartung und tatsächlichen Leistungsfähigkeit solcher Systeme noch keine Langzeitstudien gibt.

Für den Eigenheimbereich typisch sind Speichersysteme in der Größenordnung von 2 bis 16 kWh Nennspeicherkapazität. Die entscheidenden Kriterien für die Dimensionierung sind Größe und Ausrichtung der Photovoltaikanlage, der Energiebedarf des Haushalts sowie das Nutzungsverhalten. Für ein Einfamilienhaus mit einem Jahresstromverbrauch von 3500 Kilowattstunden würde sich zum Beispiel eine 4 bis 6 kWp große Solarstromanlage und ein 4 bis 8 kWh großer Batteriespeicher eignen.

Wichtig ist immer, dass Haus und Technik aufeinander abgestimmt sind. Experten empfehlen deshalb, alle Hauptkomponenten wie PV-Module, Energiemanager und Heimspeicher aus einer Hand zu kaufen. Auch kann es für Baufamilien von Vorteil sein, auf vordefinierte „Solarstrom-Pakete“ zurückzugreifen, wie sie viele Fertighaus-Hersteller mittlerweile als Sonderaustattung anbieten. Hier sind in der Regel auch Fragen der Wartung und Gewährleistung aus einer Hand abzudecken und sicherheitsrelevante Punkte bezüglich des Aufstellortes für den Speicher berücksichtigt.

Verbraucher sollten beim Kauf darauf achten, dass das gesamte System nach der „IEC 62109“ und dem „Sicherheitsleitfaden Li-Ionen-Heimspeicher“ geprüft und zertifiziert ist. Der Bundesverband Solarwirtschaft empfiehlt außerdem, auf die Ausstellung des „PV-Speicherpasses“ zu bestehen, der die Erfüllung unabhängiger Qualitäts- und Sicherheitsanforderungen garantieren soll.

(aus der Zeitschrift profertighaus 7/8-2018)

Förderung für Batteriespeicher

Solarstromsspeichermarkt wächst rasant. Foto: Solargrafik.de

Das KfW-Programm „Nr. 275 Erneuerbare Energien – Speicher“ unterstützt die Nutzung von stationären Batteriespeichersystemen in Verbindung mit einer Photovoltaikanlage, die an das elektrische Netz angeschlossen ist. Die installierte Leistung der Photovoltaikanlage, die mit dem Batteriespeichersystem verbunden wird, darf 30 kWp nicht überschreiten. Zudem wird die Einspeiseleistung der PV-Anlage generell für 20 Jahre auf 50 Prozent begrenzt. Die Förderung besteht aus einem zinsgünstigen Kredit sowie aus einem Zuschuss zur Tilgung dieses Kredits. Der Zuschuss beträgt zehn Prozent der (förderfähigen) Nettoinvestitionskosten (Material und Installation).

Aber Achtung: Die Förderung läuft zum Ende des Jahres 2018 aus und der Antrag muss vor der verbindlichen Auftragserteilung gestellt werden.