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Basiswissen: Wozu braucht man eigentlich Speicherlösungen für private Haushalte?

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Eingestellt 25, Nov 2013 in Photovoltaik von Anonym
   

1 Antwort

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Beantwortet 25, Nov 2013 von Björn-Lars Kuhn (280 Punkte)

Alle Welt redet gerade von Speicherlösungen für die heimische Solar- oder Kleinwindkraftanlage. Auf der diesjährigen Fachmesse für Photovoltaik, der Intersolar Europe 2013 in München, wurden über Hundert dieser Lösungen präsentiert (pv magazine: Batteriespeichersysteme für Photovoltaikanlagen). Aber wofür sind diese Dinger eigentlich gut? Und wie funktioniert diese Technik genau? Ein paar Antworten.

Strom aus erneuerbaren Energien kann auf unterschiedliche Art und Weise erzeugt werden. Wasserkraft, Windenergie, Biomasse oder Solaranlagen haben jedoch eines gemeinsam: Vereinfacht gesagt kommt am Ende doch nur Strom raus.

Hauptsächlich die Photovoltaik hat bereits vor Jahren den Einzug in die privaten Haushalte geschafft. Es gibt kaum ein Dorf in Deutschland, in dem keine PV-Anlage gebaut wurde. Noch vor wenigen Jahren hat sich jedoch noch niemand so wirklich über Speicher den Kopf zerbrochen. Damals war einfach nicht die wirtschaftliche Notwendigkeit gegeben. Heute ist das anders.
 

Einspeisevergütung hat sich verändert
Wer 2005 eine Solaranlage auf seinem Dach installiert hat, der bekam durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) für jede Kilowattstunde (kWh), die ins öffentliche Netz eingespeist wurde rund 50 Cent. Heute sind es gerade mal noch rund 15 Cent (BNetzA: EEG-Vergütungssätze Mai bis Juli 2013 (xls, 56 KB)) - und genau da liegt der Hase begraben.

Die meisten Endverbraucher, also Stromkunden, bezahlen im Durchschnitt etwa 28 Cent pro Kilowattstunde für den Bezug von Strom bei Ihrem Energieversorgungsunternehmen (EVU) (Haushaltsstrom: der Staat kassiert kräftig mit). Früher war es also lukrativ, den selbst erzeugten Strom teurer zu verkaufen, als den Strom einzukaufen, den man selbst verbraucht. Dieses Prinzip hat sich nun umgekehrt. Strom vom Energieversorger ist teurer, als der selbst erzeugte.

Dieser Umstand allein reichte, um sich darüber Gedanken zu machen, wie man denn den eigenen Strom selbst verbrauchen kann und damit weniger vom EVU beziehen muss. Und schon war das Thema Energiespeicher aktuell. Aber warum jetzt genau?

Warum Speicherlösungen
Solaranlagen produzieren immer dann Strom, wenn die Sonne scheint oder es hell genug ist und die Anlage nicht eingeschneit ist. Das Prinzip ist den meisten ja klar: Sonne gleich Strom. Diesen Strom könnte man ja auch gut tagsüber selbst für alles mögliche verbrauchen. Zum Rasen mähen, zum Wäsche waschen oder auch um den Computer zu betreiben.

Ist es aber bewölkt oder ziehen große Wolken über die Anlage, so dass diese im Schatten liegt, produziert die Anlage in Sekunden wenig bis gar nichts mehr. Beim Rasen mähen vielleicht nicht so schlimm; beim PC vielleicht schon. Außerdem ist ein nicht unwesentlicher Teil der Bürger in Deutschland berufstätig. Das heißt: kommt man abends erst spät nach Hause ist die Sonne vielleicht schon weg. Also war es nichts mit dem Eigenverbrauch.

Bei Windrädern - fachlich richtig nennt man die Windenergieanlagen - ist es ähnlich: Oft ist es dann windig, wenn man nicht da ist.

Also werden Speicher benötigt. Diese sollen den Strom - richtig genannt, die elektrische Energie - z.B. in Batterien speichern. Das kennt man ja eigentlich vom Handy oder anderen elektronischen Geräten. Dann kann die Solaranlage tagsüber den Akku laden und abends kann aus dem Speicher wieder Strom entnommen werden. Also kann man prinzipiell das ganze Haus so ein bisschen mit einem Handy vergleichen. Tagsüber aufladen, damit man abends telefonieren kann.

Ohne Speicher würde tagsüber die erzeugte Energie in Netz eingespeist werden - für eben 15 Cent/kWh - und abends müsste man 28 Cent pro kWh zahlen. Ein schlechtes Geschäft.

Kosten noch relativ hoch
Theoretisch wäre es jetzt relativ einfach, einen entsprechenden Batterie-Speicher zu installieren, der die gesamte erzeugte Energie aufnehmen kann - wenn da nicht der Preis wäre. Derzeit sind die Systeme noch relativ teuer, auch mit der staatlichen Förderung ( Förderprogramm für Solarstrom-Speicher startet im Mai), die es für solche Systeme gibt. Und meist ist auch bei vielen Systeme nach rund 7 -10 Jahren ein Austausch notwendig.

Kommt die Finanzierung also teuerer, als die Differenz von 13 Cent mal dem eingesparten Strombezug über die gesamte Laufzeit (bzw. Kreditlaufzeit) der Anlage, so wird es wieder unrentabel. Allerdings wird diese Rechnung deutlich besser, wenn man annehmen darf, dass der Strompreis auch weiterhin steigen wird.

Deshalb werden derzeit eher kleinere Speichersysteme verkauft. Diese sind zwar billiger, aber wenn sie voll geladen sind, dann wird der weiterhin produzierte Strom wieder ins Netz eingespeist. Das Verhältnis zwischen Eigenverbrauch und dem Bezug von Strom vom EVU bezeichnet man dann als Autarkiegrad: Wie viel Prozent bin ich unabhängig vom EVU. Wobei hier logischerweise nicht pro Tag gerechnet werden kann. Hier wird meist der Mittelwert über ein Jahr gerechnet, da es ja auch viele Tage ohne Sonne oder mit viel Schnee gibt.

Autarkie - die Unabhängigkeite vom Versorger
Schnee ist aber z.B. ein Stichwort: Hat man die Möglichkeit seine Solaranlage um eine Kleinwindkraftanlage zu erweitern, so kann man den Autarkiegrad erheblich steigern, weil natürlich auch nachts der Wind weht und die Erzeugungszeiten sich unterscheiden.

Trotzdem wird es wohl noch eine gewisse Zeit lang dauern, bis sich elektrische Speicherlösungen so richtig verbreiten. Neue bzw. wiederentdeckte Technologien wie die Edison-Batterie (Nickel-Eisen-Akku) sind eine Alternative zu den derzeit angebotenen Blei-Säure- oder Lithium-Ionen-Speichern, da hier die Lebensdauer fast unbegrenzt ist.

Auch andere Technologien sind möglich
Speicherlösungen sind jedoch nicht immer gleich mit elektrischen Speichern gleichzusetzen. Eine echte - und derzeit vermutlich günstigere Alternative - stellt die Koppelung mit der hauseigenen Heizung dar (Heizen mit der Windkraftanlage – Windkraft in Wärme umwandeln). Bei diesem Prinzip wird der erzeugte Strom nicht ins Netz eingespeist sondern der in vielen Haushalten vorhandene Warmwasserbehälter im Keller wird einfach mit dem Strom geheizt. Also prinzipiell wie ein Tauchsieder mit Solarantrieb.

Und auch das rechnet sich, da heute in den Medien hauptsächlich über den Strompreis diskutiert wird. Aber was kostet denn warmes Wasser? Werfen Sie doch mal einen Blick auf Ihre Nebenkostenabrechnung. Das überzeugt in vielen Fällen.

Lesen Sie im zweiten Teil: Erfolg der Energiewende - Warum wir Speichersysteme auch für das Stromnetz in Deutschland brauchen und warum auch große Systeme benötigt werden.

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Kommentiert 25, Nov 2013 von Martin Werner (2,069 Punkte)
Ein guter Artikel mit einem Punkt, dem ich gerne widersprechen möchte: Fe/Ni-Akkus sind m.E. für einen Privathaushalt nicht geeignet. Es handelt sich dabei um ein offenes System mit einem stark alkalischen Elektrolyten (Kalilauge). Ausserdem entsteht beim Laden Wasserstoff und Sauerstoff, also muss die Batterie in einem gut belüfteten Raum stehen.
Kommentiert 13, Dez 2013 von Björn-Lars Kuhn (280 Punkte)
Hallo Herr Werner,
Es ist richtig, dass NiFe-Akkus mit Kalilauge als Elektroly befüllt sind. Die Akkus sind jedoch genauso wie bei einigen Bleiakkus mit Ventilen ausgestattet und somit auch nicht offen. Zuviel Ladestrom lässt auch andere Technologien "blubbern" und nur dann fangen Akkus zu gasen an.
Eine Belüftung ist erfahrungsgemäß sinnvoll, allerding reicht für ein 10kW-System eine gute Zirkulation, da die Knallgasentwicklung eher gering ist.
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