Technologieübersicht und Anmerkungen
Es gibt kaum noch eine Fachveranstaltung im Bereich der erneuerbaren Energien, die sich nicht mit dem Themenkomplex der Speichersysteme auseinander setzt. Immerhin ist der sich entwickelnde Markt gigantisch: Allein fast 800.000 Solaranlagen (bis 30 kW) werden von Privatpersonen oder kleinen Unternehmen in Deutschland betrieben. Für die Größen zwischen 30 und 100 kW kommen nochmals gut 90.000 hinzu.
Aber auch der Endkunde - mit Solaranlage - beschäftigt sich angesichts steigender Energiepreise mit den Möglichkeiten, die solche Systeme bieten können. Dabei sind es vorrangig zwei Gründe, die derzeit für die Installation von Speichersystemen angegeben werden: Die Verminderung der Abhängigkeit von den Stromversorgern und mittelfristig die Erhöhung des Eigenverbrauchs und damit Senkung der Energiekosten.
Doch für welche Technologie soll sich der Kunde entscheiden?
In den Marketingbroschüren ist natürlich jedes Produkt sein Geld wert, doch rein technologisch gibt es gravierende Unterschiede. Eine kurze Übersicht:
Speichersysteme mit Blei-Säure oder Blei-Gel-Akkus
Blei-Akkus sind jedem hinlänglich bekannt, da diese seit Jahren in jedem PKW eingesetzt werden - als typische Autobatterie. Die Industrie hat hier eine langjährige Erfahrung in der Herstellung aufzuweisen und auch die Ladetechnik ist bekannt und erprobt. Etwas moderner sind Blei-Gel-Batterien. Hier ist der Elektrolyt - die Flüssigkeit innerhalb der Batterie, die normalerweise aus verdünnter Schwefelsäure besteht - entsprechend chemisch gebunden, so dass die Zelle nicht auslaufen kann.
Die Bleibatterie findet allerdings ihre Grenzen bei der Lebensdauer. Mehr als 3.000 Ladezyklen sind mit aktuellen Systemen kaum erreichbar. Bleiakkumulatoren sollten nicht tiefentladen (Zellenspannungen unter 1,8 V) werden, da dies zu irreparablen Schäden führt und den Akku unbrauchbar machen kann. Aus wirtschaftlichen Gründen sollten daher die Batterien nicht unter 20 % der Kapazität entladen werden.
Die Lebensdauer solcher Systeme wird bei vielen Herstellern vermutlich überschätzt. Wie oft brauchen wir denn eine neue Autobatterie? Je nach Fahrzeug alle zwei bis drei Jahre. Wie viele Ladezyklen das dann wohl waren?
Ist eine Bleibatterie am Ende ihrer Lebensdauer angekommen, muss diese endgültig als Sondermüll entsorgt werden.
Im Bereich der Solarstromspeicher werden eine Vielzahl Systeme auf Blei-Säure-Basis angeboten.
Weitere Informationen zur Blei-Säure-Technologie bei Wikipedia.
Speichersysteme mit Lithium-Ionen- oder auf Lithium basierende Akkus
Lithium-Ionen-Akkus verfügen im Gegensatz zur Bleich-Technologie über eine wesentlich höhere Energiedichte.Das bedeutet, dass entweder die Bauform und das Gewicht bei gleicher Kapazität kleiner sind oder bei gleicher Größe mehr Energie gespeichert werden kann.
Lithium-Ionen-Akkus sind im Kleinformat bereits seit Jahren aus der Elektronik bekannt. In der Öffentlichkeit fanden diese Beachtung, als die Technologie bei den Mobiltelefonen genutzt wurde. Lithium-Ionen-Akkus haben (fast) keinen sog. Memory-Effekt, der die Kapazität im Laufe der Lebensdauer vermindert.
Heute wird eine Vielzahl an verschiedenen Einzelsystemen angeboten, die auf Basis von Lithium arbeiten. Eine der bekannteren Technologien ist beispielsweise der Lithium-Eisenphosphat-Akkumulator (LiFePO4).
Die höhere Energiedichte hat allerdings auch ihre Nachteile, wie aus den Vorfällen in der Vergangenheit ersichtlich ist. Die eingesetzten Batterien in Boeings Dreamliner waren Lithium-Ionen-Akkus. Und davor gab es Probleme mit explodierenden Handy-Akkus - gleiche Technologie. Nicht umsonst gelten beim Umgang mit Lithium-Akkus spezielle Sicherheitsvorschriften, zumal eine solche Batterie im Fall der Fälle mit Wasser nicht zu löschen ist.
Aktuell gibt es kaum belastbare Aussagen über die Lebensdauer dieser Systeme. Die Angaben basieren meist auf den hochgerechneten Ergebnissen von Belastungstest im Labor. Erst in Jahren werden konkrete Daten vorliegen.
Im Bereich der Solarstromspeicher werden eine Vielzahl Systeme auf Lithium-Ionen-Basis angeboten, die preislich allerdings deutlich über der Blei-Technologie rangieren.
Weitere Informationen zur Lithium-Ionen-Technologie bei Wikipedia.
Speichersysteme mit Nickel-Eisen-Akkus
Ein wenig abseits der o.g. dominierenden Technologien steht der Nickel-Eisen-Akkumulator. Der auch Edison-Akku (nach dem Erfinder Thomas Edison benannt) genannte Speichertyp ist seit über 100 Jahren bekannt, konnte sich Anfang des letzten Jahrhunderts allerdings nicht gegenüber den Blei-Säure-Batterien behaupten - hauptsächlich auf Grund des Vorteils, dass Nickel-Eisen-Akkus eine weitaus höhere Lebensdauer haben, als andere Technologien.
Auch bei diesen Batterietypen ist der Grundaufbau der gleiche. Allerdings sind alle verwendeten Materialien nicht giftig und können umweltfreundlich recycled werden. Die Speicherdichte ist eher mit denen der Blei-Säure-Systeme vergleichbar aber selbst am Ende der Lebensdauer können die Zellen über ein Auswechseln des Elektrolyten - Kalilauge - wieder verwendet werden.
Die Ladetechnologie für solche Systeme ist sehr speziell, so dass es derzeit nur sehr wenige Systemanbieter gibt, die Nickel-Eisen-Akkus für den Einsatz als Solarstromspeicher verwenden. Auch ist der aktuelle Preis der Systeme höher, als bei anderen Technologien. Sieht man allerdings die größere Lebensdauer - die bei anderen Systeme in der Realität sehr schnell erreicht werden könnte - und die damit verbundenen Austauschkosten der Batterien sowie die Entsorgungskosten, so können Nickel-Eisen-Akkus eine echte Alternative darstellen.
Weitere Informationen zur Nickel-Eisen-Technologie bei Wikipedia.
Fazit
Es gibt keine Aussage darüber, welche der Technologien die beste ist. Das kann je nach Einsatzszenario variieren. Tatsache ist jedoch, dass die Lithium-Ionen-Akkus zwar eine sehr hohe Leistungsfähigkeit besitzen auf der anderen Seite jedoch im wahrsten Sinne "brandgefährlich" sein können. Wie dies aus Sicht der Versicherungswirtschaft in Zukunft aussehen kann, wird derzeit noch diskutiert. Die ersten Versicherungsunternehmen beschäftigen sich aktuell auch mit der Frage der Technologien.
Der Vollständigkeit sei noch genannt, dass ein Preisvergleich derzeit nur unter Vorbehalt möglich ist. Einfach die Preisangaben von diversen Internetseiten vergleichen, ist nicht immer die beste Entscheidung. Hier sollte man immer darauf achten welche Komponenten und Serviceleistungen enthalten sind. Aufpassen sollte man übrigens auch bei den 3-Phasigen Systemen. Nicht in allen Fällen wird auch 3-phasig eingespeist - eine Technik, die ab 2014 gesetzlich unterbunden werden soll.
Artikel mit Abbildungen hier
