Photovoltaik und Stromspeicher

Eigennutzung von Solarstrom durch Stromspeicher …

Eine herkömmliche Photovoltaikanlage besteht im Wesentlichen aus Photovoltaik-Modulen, die die solare Strahlung über den photoelektrischen Effekt in Strom wandeln, einem Wechselrichter sowie verschiedenem Zubehör und erreicht im Durchschnitt eine Eigennutzungsrate von maximal 30%. Das heißt, 70% der über die eigene Anlage erzeugten Solarkraftwird mit einer festen Vergütung in das öffentliche Stromnetz eingespeist. Der Grund für diesen geringen Eigennutzungsanteil ist die zeitliche Verschiebung zwischen Angebot an solarer Energie und Energiebedarf im Haushalt.

Deutlich mehr Strom kann selbst genutzt werden, wenn die Verschiebung zwischen Angebot und Bedarf über einen Stromspeicher ausgeglichen wird.  Im Durchschnitt steigt der Eigennutzungsanteil des Photovoltaikstroms dabei auf über 60%. Neue Förderung für Stromspeicher macht die Investition sogar attraktiver. 

Generell beträgt die Vergütung für in das öffentliche Netz eingespeisten Strom aktuell 12,88 ct/kWh (07-2014). Für selbst genutzten Strom kann dagegen eine Einsparung in Höhe des Stromeinkaufspreises angesetzt werden, der im deutschen Durchschnitt aktuell bei 29,13 ct/kWh (Durchschnittswert nach Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft) liegt.

• Vergütung für öffentlich eingespeisten Strom 12,88 ct/kWh (07-2017) (Festgeschrieben für 20 Jahre ab Installation der Anlage, Vergütung sinkt monatlich)
• Einsparung durch selbst genutzten Strom 29,13 ct/kWh (07-2014 BVEW) Einsparung durch vermiedenen Stromeinkauf, Strompreise steigen konstant

Stromspeichertechnologien im Eigenheim …

Für Stromspeicher im Ein- und Mehrfamilienhausbereich gibt es aktuell zwei gebräuchliche Technologien. Darunter herkömmliche Blei-Akkumulatoren, bekannt aus dem Auto und moderne Lithium-Ionen-Akkumulatoren, die auch in Notebooks oder Smartphones eingesetzt werden.

Blei-Akkumulatoren sind dabei vergleichsweise günstig und durch den Einsatz in der Automobilindustrie langjährig erprobt. Sie haben eine schlechten Wirkungsgrad und daher hohe Verluste bei der Be- und Entladung. Mit einer Lebensdauer von etwa 2.000 Ladezyklen können Blei-Akkumulatoren für etwa 10 Jahre eingesetzt werden, nachdem sie wegen ihrer Säurefüllung als Sondermüll entsorgt werden müssen. Je Kilowattstunde Speicherkapazität sind Kosten von etwa 1.000 € zu kalkulieren.

Die aus mobiler Elektronik bekannten Lithium-Ionen-Akkumulatoren können im Vergleich zu Blei-Akkumulatoren mehr Energie bei gleicher Masse speichern und sind daher platzsparender. Sie haben einen höheren Wirkungsgrad und können mit einer Lebensdauer von über 5.000 Ladezyklen länger als 20 Jahre eingesetzt werden. Je Kilowattstunde Speicherkapazität sind bei Lithium-Ionen-Akkumulatoren Kosten von etwa 2.500 € zu planen. 

Eine Alternative zu den bereits vorgestellten Lösungen sind die sogenannten Redox-Flow-Batterien, die sich Experten zur Folge in Zukunft durchsetzen werden. 

Kosten und Nutzen am praktischen Beispiel …

Ein durchschnittliches Einfamilienhaus hat einen Strombedarf von 4.500 kWh jährlich. Um diesen Decken zu können wird eine Photovoltaikanlage mit 5kWp und ein Stromspeicher mit einer Speicherkapazität von 4 kWh empfohlen. Mit 7.000 € für die Photovoltaikanlage und 10.000 € für den Stromspeicher mit Lithium-Ionen-Akkumulatoren entstehen dabei Kosten von insgesamt 17.000 €.

Unter Berücksichtigung der öffentlichen Stromspeicher-Förderung, die es in eingien Bundesländern gibt, ergibt sich eine Investitionssumme von rund 14.000 €.

• Kosten für PV-Anlage mit 5 kWp: 7.000 €
• Kosten für Lithium-Ionen-Speicher mit 4 kWh: 10.000 € - 5 x 600 € = 7.000 €
• Gesamtinvestition Stromspeicheranlage (Stand 07/2014): 14.000 €

Mit einer Rate von 60 % können jedes Jahr etwa 2.600 kWh PV-Stroms selbst genutzt werden. Bezogen auf den aktuellen Strompreis von 29,13 ct/kWh (07-2017) beträgt die jährliche Einsparung 785 €. Mit der Einspeisung der übrigen 40% Strom in das öffentliche Netz können zusätzliche Einnahmen von 230 € im Jahr erwirtschaftet werden. Die jährliche Einsparung beträgt dabei etwa 1.015 €.

• Einsparung durch nicht genutzten Strom: 785 €
• Einsparung durch Einspeisevergütung: 230 €
• Summe der Einsparungen im ersten Jahr: 1.015 €
• Summe der Einsparungen im 10. Jahr: 1.260 € (bei 3% Strompreissteigerung)
• Summe der Einsparungen im 20. Jahr: 1.600 € (bei 3% Strompreissteigerung)

Durch die Verknappung der nur begrenzt vorhandenen fossilen Rohstoffe, wie Kohle, Öl oder Gas, die vordergründig zur Stromproduktion eingesetzt werden, ist tendenziell eine Steigerung der Stromkosten von etwa 3% jährlich zu erwarten.

Während die Einspeisevergütung für PV-Strom zurückgefahren wird, führt der kontinuierliche Anstieg der Stromkosten zu einem Anstieg der jährlichen Einsparungen. Die Anlage rechnet sich dabei bereits nach 13 - 15 Jahren.

Solarstrom- und Speichertechnik im System – was eignet sich besonders …

Photovoltaikanlagen und Stromspeichersysteme haben heute bereits einen großen Markt. Mit weiter fortschreitender Entwicklung werden diese Systeme zukünftig günstiger und vor allem im Ein- und Mehrfamilienhausbereich immer weiter in den Mittelpunkt rücken. Strom ist Energie auf höchstem Niveau, die so effizient wie möglich zu erzeugen ist.

Besonders eignet sich die Solarstrom- und Speichertechnik da, wo hohe Strombedarfe vorhanden sind. In Kombination mit Wärmepumpen können bei richtiger Dimensionierung Lösungen entstehen, die langfristige Unabhängigkeit von der Entwicklung der Strom- und Rohstoffkosten gewährleisten.

Hilfe vom Fachmann …

Sie haben Fragen oder möchten die Maßnahmen nicht selbst durchführen? Die eccuro Profis stehen Ihnen kompetent zur Seite. Finden Sie Partner in Ihrer Umgebung über das Branchenbuch.