PV-Speicher: Vorteile und Funktionsweise<\/strong><\/h1><\/h1><\/div>17.04.2024<\/p>\n<\/div>
Photovoltaikanlagen produzieren schwankende Mengen an elektrischer Energie. Der Ertrag variiert je nach Wetterlage, Tages- und Jahreszeit. Damit du auch in sonnenfreien Zeiten auf Solarstrom aus deiner PV-Anlage zur\u00fcckgreifen kannst, lohnt sich die Anschaffung eines PV- oder Batteriespeichers. Wir erkl\u00e4ren dir die Vorteile und Grundfunktionen.<\/p>\n<\/div>
<\/div>![\"pv-speicher\"](\"https:\/\/www.voltus.de\/blog\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Haus_Batteriespeicher_PV-scaled.jpeg\" "\\"Modernes")
<\/span><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>Ein PV-Speicher l\u00e4dt sich mit elektrischer Energie auf, um sie bei Bedarf in das Stromnetz abzugeben. Gebr\u00e4uchlich sind auch die Begriffe Batterie- oder Stromspeicher. Ein PV-Speicher besteht aus einer Batterie bzw. einem Akku sowie einem Batteriemanagementsystem, welches das Laden und Entladen des Speichers regelt.<\/p>\n
Etwa 4 Prozent aller Ein- und Zweifamilienh\u00e4user in Deutschland wurden 2023 mit einer neuen Photovoltaikanlage<\/a> ausgestattet, so die Forschungsgruppe Solarspeichersysteme von der Hochschule f\u00fcr Technik und Wirtschaft (HTW) Berlin in ihrer neuesten Studie.<\/a> 79 Prozent davon wurden in Kombination mit einem Batteriespeicher installiert.<\/p>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>Vorteile<\/a> eines PV-Speichers<\/strong><\/h3>\n<\/div>Die meisten Haushalte ben\u00f6tigen abends Strom, z. B. f\u00fcr die Beleuchtung, f\u00fcr Fernseher oder K\u00fcchenger\u00e4te. Da eine PV-Anlage bei Dunkelheit aber kaum bis gar keine Energie produziert, m\u00fcsstest du Strom aus dem \u00f6ffentlichen Netz zukaufen, um elektrische Ger\u00e4te zu versorgen. Ein Batteriespeicher erm\u00f6glicht es dir, Solarstrom nicht nur tags\u00fcber, sondern auch in den besonders verbrauchsintensiven Nachmittags- und Abendstunden zu nutzen. Damit erh\u00f6hst du deinen Eigenverbrauch, wirst unabh\u00e4ngiger von Stromanbietern und senkst deine Stromkosten.<\/p>\n
Indem \u00fcbersch\u00fcssige Energie gespeichert und zu Spitzenlastzeiten abgegeben wird, tr\u00e4gt ein Batteriespeicher au\u00dferdem zur Stabilisierung des Stromnetzes bei. Einige Speicher sind mit einer Notstromfunktion ausgestattet. Dann wird dein Haus auch bei Stromausf\u00e4llen mit gespeicherter Energie versorgt.<\/p>\n<\/div>
<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>So funktioniert ein PV-Speicher<\/strong><\/h3>\n<\/div>Bei der Speicherung wird die aus der Sonne gewonnene elektrische Energie in chemische Energie umgewandelt. Damit ist sie \u201elagerf\u00e4hig\u201c. Beim Verbrauch der gespeicherten Energie geschieht dieser Umwandlungsprozess r\u00fcckw\u00e4rts.<\/p>\n
Das Zentrum eines Stromspeichers ist in den meisten F\u00e4llen der aufladbare Lithium-Ionen- oder Lithium-Eisenphosphat-Akku. Dessen Speicherkapazit\u00e4t wird in Kilowattstunden (kWh) gemessen. Typische Gr\u00f6\u00dfen f\u00fcr Heimspeichersysteme liegen zwischen 6 und 12 kWh.<\/p>\n
Ein Akku besteht in der Regel aus mehreren Zellen. Im Inneren der Zellen befinden sich verschiedene Komponenten, die f\u00fcr die Energiespeicherung und -abgabe verantwortlich sind: Anode und Kathode bestehen aus entgegengesetzt geladenen, beweglichen Ionen. Ein Separator trennt die beiden Elektroden und verhindert Kurzschl\u00fcsse. Alle Komponenten sind in einem Elektrolyten eingebettet, der elektrisch leitf\u00e4hig ist. Beim Aufladen flie\u00dfen Elektronen von der externen Stromquelle durch den Stromkreis in die Batterie. W\u00e4hrenddessen nimmt die Anode Elektronen auf und gibt die Kathode Elektronen ab. Dabei wird Energie gespeichert.<\/p>\n
Beim Entladen flie\u00dfen Elektronen von der Anode zur Kathode durch einen externen Stromkreis, w\u00e4hrend positiv geladene Ionen durch den Elektrolyten wandern, um die Ladung auszugleichen. Dieser Fluss erzeugt den elektrischen Strom, der an Ger\u00e4te abgegeben wird.<\/p>\n
Batteriespeichersysteme k\u00f6nnen \u00fcber Wechselstrom (AC-seitig) oder Gleichstrom (DC-seitig) an die Photovoltaikanlage und das Hausnetz angeschlossen werden. Bei einem AC-System wird der Speicher hinter den PV-Wechselrichter geschaltet, der den Gleichstrom in Wechselstrom (AC) umwandelt. Wird \u00fcbersch\u00fcssige elektrische Energie eingespeichert, muss dieser Wechselstrom auf dem Weg in den Speicher wieder in Gleichstrom (DC) transformiert werden. Beim Entladen kehrt sich dieser Prozess um.<\/p>\n
Ein DC-Speicher wird hinter der Photovoltaikanlage installiert. Er arbeitet parallel zum PV-Wechselrichter. Weil der Strom nur einmal umgewandelt wird, ist diese Technik sehr effizient<\/a>.<\/p>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>![\"Eine](\"https:\/\/www.voltus.de\/blog\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Grafiken_Blogbeitrag_Stromspeicher.jpg\" "\\"Der")
<\/span>Der Unterschied ist deutlich: Bei der AC-Kopplung muss elektrische Energie w\u00e4hrend des Auf- und Entladevorgangs mehrmals gewandelt werden. Daf\u00fcr sind ein PV-Wechselrichter und ein Batteriewechselrichter notwendig. Im DC-gekoppelten System sorgt ein Wechselrichter f\u00fcr die jeweils passende Stromart.<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>Neben AC-Kopplung und DC-Kopplung gibt es auch hybride Systeme. Sie verbinden Stromspeicher und Wechselrichter in einem Ger\u00e4t. Die meisten Stromspeicher (82 %) sind DC-gekoppelt mit Hybridwechselrichter.<\/p>\n<\/div>
<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>Der Speicher und dein Smart Home<\/strong><\/h3>\n<\/div>Einige Hersteller von Batteriespeichern bieten Apps oder Schnittstellen an, die es erm\u00f6glichen, den Speicher \u00fcber das Internet zu \u00fcberwachen und zu steuern. Mit diesen Apps k\u00f6nnen Benutzer den Ladestatus des Speichers \u00fcberpr\u00fcfen, Ladezeiten programmieren und Einstellungen anpassen.<\/p>\n
Besonders effektiv ist ein Home Energy Management System (HEMS).<\/a> Hierbei hast du alle Verbraucher und steuerungsf\u00e4higen Ger\u00e4te wie Waschmaschine, W\u00e4rmepumpe und Wallbox hinterlegt. \u00dcber das System lassen sich dein Stromverbrauch \u00fcberwachen, Lade- und Entladevorg\u00e4nge des Speichers steuern und die Energiefl\u00fcsse im Haus optimieren. Ein HEMS ber\u00fccksichtigt verschiedene Faktoren wie Wettervorhersagen, Stromtarife sowie deine Lebensgewohnheiten und Vorlieben.<\/p>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>Wie gro\u00df sollte ein Batteriespeicher f\u00fcr eine PV-Anlage sein?<\/strong><\/h3>\n<\/div>Bei der Wahl des optimalen Speichers<\/a> solltest du ber\u00fccksichtigen, wie viel Energie er dir liefern soll. Ein Speicher mit einer Kapazit\u00e4t von\u00a05 bis 10 kWh\u00a0eignet sich f\u00fcr einen vierk\u00f6pfigen Haushalt, der etwa 4000 kWh Strom im Jahr verbraucht. Um mehr Speicherkapazit\u00e4t nutzen zu k\u00f6nnen, muss deine Photovoltaikanlage allerdings ebenfalls sehr leistungsf\u00e4hig sein. Ein gr\u00f6\u00dferes Ger\u00e4t ist gleichzeitig auch mit h\u00f6heren Anschaffungs- und Betriebskosten verbunden. Es ist daher empfehlenswert, sich zu \u00fcberlegen, welche Speichergr\u00f6\u00dfe f\u00fcr den eigenen Anwendungsfall im Zusammenspiel mit der PV-Anlage \u00f6konomisch sinnvoll ist.<\/p>\nWie komplex der Zusammenhang ist, verdeutlicht dir der Unabh\u00e4ngigkeitsrechner der HTW Berlin<\/a>. Gibst du hier deinen j\u00e4hrlichen Stromverbrauch, z. B. 4900 kWh, ein und nennst die Nutzleistung deiner Photovoltaikanlage, kannst du nachvollziehen, wie sich abh\u00e4ngig von der Kapazit\u00e4t des Batteriespeichers dein Autarkiegrad und Eigenverbrauchs\u00adanteil ver\u00e4ndern. Betr\u00e4gt die Nutzleistung deiner PV-Anlage beispielsweise 4 kW, erreichst du mit einer nutzbaren Speicherkapazit\u00e4t von 5 kWh einen Autarkiegrad von 53 %. Dein Eigenverbrauchsanteil liegt bei 69 %. Etwas mehr als 34,3 % des Solarstroms verwenden deine Ger\u00e4te, etwa genauso viel speichert dein Batteriespeicher. 31,3 % werden in das \u00f6ffentliche Netz eingespeist.<\/p>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>![\"Eine](\"https:\/\/www.voltus.de\/blog\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/1Zeichenflaeche-4-Kopie.png\" "\\"Betr\u00e4gt")
<\/span>Betr\u00e4gt die Nutzleistung deiner PV-Anlage 4 kW, erreichst du mit einer nutzbaren Speicherkapazit\u00e4t von 5 kWh einen Autarkiegrad von 53 %. Er ergibt sich aus 24,2 % Batterieentladung, 28,6 % Direktverbrauch und 47,2 % Strom aus dem Netz. Dies bezieht sich auf einen Jahresverbrauch von 4900 kWh. Quelle: HTW Berlin.<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>Entscheidest du dich bei deinem Batteriespeicher f\u00fcr eine doppelt so hohe Nutzleistung, also 10 kWh, bist du zu etwa 62 % unabh\u00e4ngig von externen Stromanbietern.<\/p>\n<\/div>
<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>![\"Eine](\"https:\/\/www.voltus.de\/blog\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/1Zeichenflaeche-4.png\" "\\"Betr\u00e4gt")
<\/span>Betr\u00e4gt die Nutzleistung deiner PV-Anlage 4 kW, erreichst du mit einer nutzbaren Speicherkapazit\u00e4t von 10 kWh einen Autarkiegrad von 62 %. Dein Eigenverbrauchsanteil erreicht 81 %. Weil die Batterieladung bei 47 % liegt, betr\u00e4gt der Anteil Solarstrom, den du ins Netz einspeist, 18,8 %. Liegt der Jahresverbrauch an Strom bei 4000 kWh, erh\u00f6ht sich dein Autarkiegrad bei einem geringeren Eigenverbrauchsanteil. Quelle: HTW Berlin<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>Die Angaben aus dem Unabh\u00e4ngigkeitsrechner geben dir erste Anhaltspunkte f\u00fcr die Auswahl deines Batteriespeichers. Zus\u00e4tzlich kannst du dich auch \u00fcber die aktuellen F\u00f6rderma\u00dfnahmen<\/a> informieren. Spezifische Aussagen k\u00f6nnen allerdings nur Fachleute treffen. Unsere Elektro-Profis erreichst du unter +49 (0) 451 989 03-0 sowie info(at)voltus.de. Sie k\u00f6nnen dir anhand der Nutzleistung deiner PV-Anlage \u2013 die u. a. von Sonneneinstrahlung, dem Neigungswinkel sowie Zustand der Module, dem Einfluss von Verschattung, dem Wirkungsgrad des Wechselrichters und anderen Umgebungsbedingungen abh\u00e4ngt \u2013 den PV-Speicher empfehlen, der deinen pers\u00f6nlichen Strombedarf abdeckt.<\/p>\n<\/div>
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Photovoltaikanlagen produzieren schwankende Mengen an elektrischer Energie. Der Ertrag variiert je nach Wetterlage, Tages- und Jahreszeit. Damit du auch in sonnenfreien Zeiten auf Solarstrom aus deiner PV-Anlage zur\u00fcckgreifen kannst, lohnt sich die Anschaffung eines PV- oder Batteriespeichers. Wir erkl\u00e4ren dir die Vorteile und Grundfunktionen.<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>Ein PV-Speicher l\u00e4dt sich mit elektrischer Energie auf, um sie bei Bedarf in das Stromnetz abzugeben. Gebr\u00e4uchlich sind auch die Begriffe Batterie- oder Stromspeicher. Ein PV-Speicher besteht aus einer Batterie bzw. einem Akku sowie einem Batteriemanagementsystem, welches das Laden und Entladen des Speichers regelt.<\/p>\n
Etwa 4 Prozent aller Ein- und Zweifamilienh\u00e4user in Deutschland wurden 2023 mit einer neuen Photovoltaikanlage<\/a> ausgestattet, so die Forschungsgruppe Solarspeichersysteme von der Hochschule f\u00fcr Technik und Wirtschaft (HTW) Berlin in ihrer neuesten Studie.<\/a> 79 Prozent davon wurden in Kombination mit einem Batteriespeicher installiert.<\/p>\n<\/div> Die meisten Haushalte ben\u00f6tigen abends Strom, z. B. f\u00fcr die Beleuchtung, f\u00fcr Fernseher oder K\u00fcchenger\u00e4te. Da eine PV-Anlage bei Dunkelheit aber kaum bis gar keine Energie produziert, m\u00fcsstest du Strom aus dem \u00f6ffentlichen Netz zukaufen, um elektrische Ger\u00e4te zu versorgen. Ein Batteriespeicher erm\u00f6glicht es dir, Solarstrom nicht nur tags\u00fcber, sondern auch in den besonders verbrauchsintensiven Nachmittags- und Abendstunden zu nutzen. Damit erh\u00f6hst du deinen Eigenverbrauch, wirst unabh\u00e4ngiger von Stromanbietern und senkst deine Stromkosten.<\/p>\n Indem \u00fcbersch\u00fcssige Energie gespeichert und zu Spitzenlastzeiten abgegeben wird, tr\u00e4gt ein Batteriespeicher au\u00dferdem zur Stabilisierung des Stromnetzes bei. Einige Speicher sind mit einer Notstromfunktion ausgestattet. Dann wird dein Haus auch bei Stromausf\u00e4llen mit gespeicherter Energie versorgt.<\/p>\n<\/div> Bei der Speicherung wird die aus der Sonne gewonnene elektrische Energie in chemische Energie umgewandelt. Damit ist sie \u201elagerf\u00e4hig\u201c. Beim Verbrauch der gespeicherten Energie geschieht dieser Umwandlungsprozess r\u00fcckw\u00e4rts.<\/p>\n Das Zentrum eines Stromspeichers ist in den meisten F\u00e4llen der aufladbare Lithium-Ionen- oder Lithium-Eisenphosphat-Akku. Dessen Speicherkapazit\u00e4t wird in Kilowattstunden (kWh) gemessen. Typische Gr\u00f6\u00dfen f\u00fcr Heimspeichersysteme liegen zwischen 6 und 12 kWh.<\/p>\n Ein Akku besteht in der Regel aus mehreren Zellen. Im Inneren der Zellen befinden sich verschiedene Komponenten, die f\u00fcr die Energiespeicherung und -abgabe verantwortlich sind: Anode und Kathode bestehen aus entgegengesetzt geladenen, beweglichen Ionen. Ein Separator trennt die beiden Elektroden und verhindert Kurzschl\u00fcsse. Alle Komponenten sind in einem Elektrolyten eingebettet, der elektrisch leitf\u00e4hig ist. Beim Aufladen flie\u00dfen Elektronen von der externen Stromquelle durch den Stromkreis in die Batterie. W\u00e4hrenddessen nimmt die Anode Elektronen auf und gibt die Kathode Elektronen ab. Dabei wird Energie gespeichert.<\/p>\n Beim Entladen flie\u00dfen Elektronen von der Anode zur Kathode durch einen externen Stromkreis, w\u00e4hrend positiv geladene Ionen durch den Elektrolyten wandern, um die Ladung auszugleichen. Dieser Fluss erzeugt den elektrischen Strom, der an Ger\u00e4te abgegeben wird.<\/p>\n Batteriespeichersysteme k\u00f6nnen \u00fcber Wechselstrom (AC-seitig) oder Gleichstrom (DC-seitig) an die Photovoltaikanlage und das Hausnetz angeschlossen werden. Bei einem AC-System wird der Speicher hinter den PV-Wechselrichter geschaltet, der den Gleichstrom in Wechselstrom (AC) umwandelt. Wird \u00fcbersch\u00fcssige elektrische Energie eingespeichert, muss dieser Wechselstrom auf dem Weg in den Speicher wieder in Gleichstrom (DC) transformiert werden. Beim Entladen kehrt sich dieser Prozess um.<\/p>\n Ein DC-Speicher wird hinter der Photovoltaikanlage installiert. Er arbeitet parallel zum PV-Wechselrichter. Weil der Strom nur einmal umgewandelt wird, ist diese Technik sehr effizient<\/a>.<\/p>\n<\/div> Neben AC-Kopplung und DC-Kopplung gibt es auch hybride Systeme. Sie verbinden Stromspeicher und Wechselrichter in einem Ger\u00e4t. Die meisten Stromspeicher (82 %) sind DC-gekoppelt mit Hybridwechselrichter.<\/p>\n<\/div> Einige Hersteller von Batteriespeichern bieten Apps oder Schnittstellen an, die es erm\u00f6glichen, den Speicher \u00fcber das Internet zu \u00fcberwachen und zu steuern. Mit diesen Apps k\u00f6nnen Benutzer den Ladestatus des Speichers \u00fcberpr\u00fcfen, Ladezeiten programmieren und Einstellungen anpassen.<\/p>\n Besonders effektiv ist ein Home Energy Management System (HEMS).<\/a> Hierbei hast du alle Verbraucher und steuerungsf\u00e4higen Ger\u00e4te wie Waschmaschine, W\u00e4rmepumpe und Wallbox hinterlegt. \u00dcber das System lassen sich dein Stromverbrauch \u00fcberwachen, Lade- und Entladevorg\u00e4nge des Speichers steuern und die Energiefl\u00fcsse im Haus optimieren. Ein HEMS ber\u00fccksichtigt verschiedene Faktoren wie Wettervorhersagen, Stromtarife sowie deine Lebensgewohnheiten und Vorlieben.<\/p>\n<\/div> Bei der Wahl des optimalen Speichers<\/a> solltest du ber\u00fccksichtigen, wie viel Energie er dir liefern soll. Ein Speicher mit einer Kapazit\u00e4t von\u00a05 bis 10 kWh\u00a0eignet sich f\u00fcr einen vierk\u00f6pfigen Haushalt, der etwa 4000 kWh Strom im Jahr verbraucht. Um mehr Speicherkapazit\u00e4t nutzen zu k\u00f6nnen, muss deine Photovoltaikanlage allerdings ebenfalls sehr leistungsf\u00e4hig sein. Ein gr\u00f6\u00dferes Ger\u00e4t ist gleichzeitig auch mit h\u00f6heren Anschaffungs- und Betriebskosten verbunden. Es ist daher empfehlenswert, sich zu \u00fcberlegen, welche Speichergr\u00f6\u00dfe f\u00fcr den eigenen Anwendungsfall im Zusammenspiel mit der PV-Anlage \u00f6konomisch sinnvoll ist.<\/p>\n Wie komplex der Zusammenhang ist, verdeutlicht dir der Unabh\u00e4ngigkeitsrechner der HTW Berlin<\/a>. Gibst du hier deinen j\u00e4hrlichen Stromverbrauch, z. B. 4900 kWh, ein und nennst die Nutzleistung deiner Photovoltaikanlage, kannst du nachvollziehen, wie sich abh\u00e4ngig von der Kapazit\u00e4t des Batteriespeichers dein Autarkiegrad und Eigenverbrauchs\u00adanteil ver\u00e4ndern. Betr\u00e4gt die Nutzleistung deiner PV-Anlage beispielsweise 4 kW, erreichst du mit einer nutzbaren Speicherkapazit\u00e4t von 5 kWh einen Autarkiegrad von 53 %. Dein Eigenverbrauchsanteil liegt bei 69 %. Etwas mehr als 34,3 % des Solarstroms verwenden deine Ger\u00e4te, etwa genauso viel speichert dein Batteriespeicher. 31,3 % werden in das \u00f6ffentliche Netz eingespeist.<\/p>\n<\/div> Entscheidest du dich bei deinem Batteriespeicher f\u00fcr eine doppelt so hohe Nutzleistung, also 10 kWh, bist du zu etwa 62 % unabh\u00e4ngig von externen Stromanbietern.<\/p>\n<\/div> Die Angaben aus dem Unabh\u00e4ngigkeitsrechner geben dir erste Anhaltspunkte f\u00fcr die Auswahl deines Batteriespeichers. Zus\u00e4tzlich kannst du dich auch \u00fcber die aktuellen F\u00f6rderma\u00dfnahmen<\/a> informieren. Spezifische Aussagen k\u00f6nnen allerdings nur Fachleute treffen. Unsere Elektro-Profis erreichst du unter +49 (0) 451 989 03-0 sowie info(at)voltus.de. Sie k\u00f6nnen dir anhand der Nutzleistung deiner PV-Anlage \u2013 die u. a. von Sonneneinstrahlung, dem Neigungswinkel sowie Zustand der Module, dem Einfluss von Verschattung, dem Wirkungsgrad des Wechselrichters und anderen Umgebungsbedingungen abh\u00e4ngt \u2013 den PV-Speicher empfehlen, der deinen pers\u00f6nlichen Strombedarf abdeckt.<\/p>\n<\/div>Vorteile<\/a> eines PV-Speichers<\/strong><\/h3>\n<\/div>
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Wie gro\u00df sollte ein Batteriespeicher f\u00fcr eine PV-Anlage sein?<\/strong><\/h3>\n<\/div>
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