[1]Maximale Unabhängigkeit durch Eigenverbrauch von Solarstrom zu jeder Tageszeit – das geht nur mit einem Batteriespeicher. 2015 wurden in Deutschland soviele Batteriesysteme wie nie zuvor installiert. In einer Blog-Serie betrachten wir verschiedene Aspekte aus der Sicht von Betreibern, Installateuren und Herstellern. Im ersten Beitrag geht es darum, wie Hausbesitzer schon im Vorfeld die richtige Größe des Speichersystems kalkulieren können.
Vorüberlegung: Wieviel Geld spart man durch Eigenverbrauch?
Mit jeder selbstverbrauchten Kilowattstunde (kWh) Strom können heute ca. 14 Cent eingespart werden. Denn private Hausbesitzer zahlen nur 15 Cent für die mit Photovoltaik (PV) selbsterzeugte kWh im Gegensatz zu 29 Cent für Strom vom Energieversorger. Dieser Vorteil steigt natürlich mit jeder Strompreiserhöhung weiter. Der Preis für den Sonnenstrom bleibt dagegen über einen Betriebszeitraum von über 25 Jahren stabil. Je länger die PV-Anlage betrieben wird, desto höher die Ersparnis bei den Stromkosten.
Mit einem Stromspeicher kann die Einsparung auf 80 % erhöht werden. Wie groß der Speicher für eine optimale Wirtschaftlichkeit dimensioniert sein sollte, kann sich jeder Hausbesitzer schon im Vorfeld grob ausrechnen.
Faustformel für die Kapazität des Batteriespeichers
Um die richtige Größe eines Batteriespeichers zu ermitteln, muss man zunächst den eigenen Stromverbrauch kennen. Für eine grobe Einschätzung reicht es schon aus, die Stromrechnungen der Vergangenheit genauer zu betrachten. Meist sind die Stromverbräuche über die Jahre sehr konstant.
Teilen Sie den ermittelten Stromverbrauch auf Tag und Nacht auf. Das deutsche Mittel liegt hier bei ca. 60% am Tag und 40% in der Nacht.
Beispiel:
- Jahresverbrauch 4.380 kWh geteilt durch 365 Tage = 12,00 kWh je Tag
- Davon 60 % Tag = 7,20 kWh und 40 % Nacht = 4,80 kWh
- Benötigte Speichergröße = 4,80 kWh nutzbare Kapazität. Zu beachten ist hier, dass Bleispeicher nur zu 50 % entladen werden dürfen, Lithium-Speicher nur zu 80 % bis 90 %. Die Nennkapazität der Speicher liegt also entsprechend höher. Die IBC SolStore Systeme beispielsweise sind in der kleinsten Version mit 8 kWh (Blei) und 6,5 kWh (Lithium) für typische Privathaushalte ausgelegt.
Tipp: Wer es noch genauer wissen will, kann Ertragsberechnungen mit unserem Solarstromrechner [2]vornehmen.
Einen detaillierten Planungsleitfaden gibt es auch hier [3](unter Batterie Wechselrichter – SI On-Grid – Planungsleitfaden, ab S. 35).
Verschiebung des Stromverbrauchs
Die optimale Nutzung des Speichers und die passende Dimensionierung sind entscheidend für seine Wirtschaftlichkeit. Jede zusätzliche Kilowattstunde Speicherkapazität kostet Geld und sollte deshalb auch bestmöglich genutzt werden können. Die Kapazität des Speichers sollte davon abhängig gemacht werden, wieviel Strom tatsächlich noch für die Zeiten gespeichert werden muss, in denen kein natürlicher Direktverbrauch möglich ist. Der erste Weg ist also, zunächst den Stromverbrauch zu optimieren: Schauen Sie, ob Stromverbräuche von der Nacht in den Tag verschoben werden können. Dazu ist ein individuelles Lastprofil [4]nahezu unabdingbar.
Tipp: Lassen Sie sich von Ihrem Installateur einen Datenlogger einbauen, der alle Stromverbräuche im Haus erfasst, aufschlüsselt und visualisiert. Da Sie diesen für ein Speichersystem sowieso benötigen, entstehen keine Zusatzkosten. Mit den hieraus gewonnen Daten kann der Fachinstallateur dann zielgerichtet ein individuelles Speichersystem planen.
Um den Verbrauchsschwerpunkt in den Tag zu verlagern, gibt es inzwischen sehr intelligente Lösungen. So können Verbraucher, beispielsweise Waschmaschine oder auch Wärmepumpe, in Abhängigkeit von Ertrag und Lasten je nach Bedarf so geschaltet werden, dass sie bevorzugt eigenerzeugten Strom verbrauchen. Dies erhöht die Autarkiequote (die Unabhängigkeit vom öffentlichen Stromnetz) und somit die Wirtschaftlichkeit von Photovoltaikanlage und Speichersystem.
Praxisbeispiele für…
… die Dimensionierung von Speichersystemen in Abhängigkeit von Tag- und Nachtverbrauch sowie von Witterung und Jahreszeiten. Die Bilder bitte zum Vergrößern anklicken.
[5]Bild 1 zeigt, dass bei einem hohen „Nachtverbrauch“ der Speicher sehr groß ausgelegt werden muss, um den Bedarf decken zu können. Bild 2 hingegen macht deutlich, dass bei einem Verbrauch, der hauptsächlich tagsüber stattfindet, der Speicher erheblich kleiner dimensioniert sein kann.
[6]Bild 3 zeigt hier einen schlechten Wintertag, an dem nicht einmal annähernd der Eigenverbrauch gedeckt wird. Bild 4 zeigt, dass es jedoch auch im Winter schöne Tage gibt, an denen sogar der Speicher voll geladen werden kann. In den Wintermonaten kann man mit einem Monatsertrag von ca. 15 % eines Sommermonats rechnen. Dies verdeutlicht, dass, egal wie groß eine PV-Anlage dimensioniert wird, es im Sommer immer einen Überschuss geben wird und im Winter ein Defizit.
Größe und Ertrag einer PV Anlage
Je installiertes Kilowattpeak (kWp) Modulleistung benötigt man ca. 6,5 qm Dachfläche. Dem zugrunde liegt ein gängiges Modulmaß von 1,65m x 1,00m mit einer Leistung von derzeit 250 Watt bis 290 Watt. Der durchschnittliche Ertrag im Sommer liegt je kWp auf einem Süddach als Spitzenwert bei ca. 6,5 kWh pro Tag. Hingegen liegt der Ertrag im Winter oft deutlich unter 1 kWh je kWp [7].
Richtige Dimensionierung der PV-Anlage
Die optimale Wirtschaftlichkeit wird erreicht, wenn Speicher und Photovoltaikanlage gleichzeitig installiert und aufeinander abgestimmt werden. Tipp: Werden die Module in verschiedene Himmelsrichtungen ausgerichtet (z.B. Osten und Westen [8]) erhöht sich die Eigenverbrauchsqoute durch eine längere, über den Tag verteilte Erzeugung.
Ein am Markt verbreiteter Daumenwert sagt, dass die PV-Anlage in kWp ca. so groß sein soll wie der Speicher nutzbare kWh bereit stellt. Meine Erfahrung aus der Praxis zeigt, dass diese Faustformel als Untergrenze genommen werden sollte, da sonst an zu vielen Tagen im Jahr eine Unterdeckung der Speicherladung vorliegt (er kann nicht voll ausgenutzt werden) und somit die Wirtschaftlichkeit erheblich sinkt. Die Leistung der PV-Anlage sollte also etwas höher sein als die nutzbare Speicherkapazität.
Rendite entsteht durch Eigenverbrauch
Weiterer Vorteil einer größeren PV-Anlage: Da die Peripheriekosten (Gerüst, Anfahrten, Elektrotechnik, u.v.m.) bei einer 4 kWp-Anlage nahezu identisch mit denen einer 7 kWp-Anlage sind, empfehle ich, nicht an der PV-Kapazität zu sparen. Besonders im Winterhalbjahr hat man bei einer zu klein gewählten Anlage einem höheren Netzbezug, was sich über die Jahre hinweg zu unnötig hohen Kosten summiert.
Andererseits macht ein zu starke Überdimensionierung der PV-Anlage ebenfalls keinen Sinn mehr, da die aktuelle Einspeisevergütung nach EEG (September 2015, ca. 12 Cent) nur noch sehr gering ist. Nicht mehr die staatliche Vergütung macht die Rendite, sondern die Einsparung durch Eigenverbrauch! Die Einspeisevergütung ist nur noch ein „Zubrot“ für die Gesamtwirtschaftlichkeit. Als Faustformel gilt heute: 2/3 der Wirtschaftlichkeit entstehen durch Eigenverbrauch (ggf. mit Speicher), nur noch 1/3 durch klassische Netzeinspeisung.
Die Kunst liegt also darin, möglichst genau das gesunde Mittelmaß zu treffen. Hier ist der Fach-Installateur [9] gefragt, der durch langjährige Erfahrung die optimale Kapazität und damit Wirtschaftlichkeit bestimmen kann.