Stromspeicher
Stromspeicher für PV-Anlagen
Während eine ausreichend große PV-Anlage auf dem Dach bereits den ersten Schritt Richtung Unabhängigkeit von stetig steigenden Energiekosten bedeutet, verspricht erst ein adäquater Stromspeicher vollkommene Autonomie gegenüber den Energieriesen. Batterien für PV-Anlagen machen den am Tag erzeugten, sauberen Strom auch in der Nacht und während sonnenloser Perioden nutzbar. Bevor Sie sich endgültig für eine Lösung zur Stromspeicherung entscheiden, ist es ratsam, sich mit der Funktionsweise verschiedener Systemkomponenten auseinanderzusetzen, um die effizienteste Lösung für Ihre PV-Anlage zu finden. Überdimensionierte Stromspeicher sind kostenintensiv und bringen keinen Nutzen. Zu kleine Batterien für PV-Anlagen lassen Sie nachts buchstäblich im Dunkeln stehen. Ein genauer Blick auf das Prinzip der Solarstromerzeugung und -speicherung hilft Ihnen, sich für das richtige System zu entscheiden.
Welche Batterien eignen sich als Stromspeicher für PV-Anlagen?
Blei-Säure-Batterien sind die älteste und kostengünstigste Variante, um Solarstrom zu speichern. Der Aufbau dieser Batterien für Solarstrom entspricht denen einer Autobatterie. Blei-Gel-Batterien zählen als Weiterentwicklung der klassischen Blei-Säure-Batterie und sind etwas robuster und langlebiger. Kostengünstig sind diese Varianten primär aufgrund der geringeren Lebensdauer. Dafür ist dieser Batterietyp seit Jahrzehnten erprobt. Er gilt als sicher und verlässlich.
Lithium-Ionen-Batterien für PV-Anlagen sind wartungsfrei und bestechen durch eine längere Haltbarkeit gegenüber den schweren Blei-Batterien. Insbesondere Lithium-Eisenphosphat-Batterie eignen sich als Stromspeicher für PV-Anlagen. Der Unterschied zur herkömmlichen Batterie liegt in der deutlich höheren Anzahl an Ladezyklen (5.000 bis 7.000 Voll-Ladezyklen gegenüber 2.000 bis 4.000 Zyklen) und der damit einhergehenden verlängerten Lebensdauer von insgesamt 10 bis 15 Jahren. Hinzu kommt ein Wirkungsgrad von 90 bis 98 %, welcher die Lithium-Ionen-Akkus noch effizienter im Vergleich zu Blei-Batterien macht.
Eine weitere Alternative zur Stromspeicherung ist die Nutzung der Akkus alter E-Autos. Nach der Verwendung im Auto eignen Sie sich noch hervorragend als Energiespeicher für den selbst erzeugten Solarstrom.
Battery Management System zur Überwachung der Stromspeicher für PV-Anlagen
Ein Battery Management System, kurz BMS, schützt die Solarbatterie vor Beschädigungen während der Be- und Entladezyklen. Sensoren und Fühler sammeln Daten über die Temperatur, Spannung und Kapazität des Akkus. Ein Programm unterbricht den Vorgang automatisch, sobald sich einer der relevanten Parameter außerhalb der eingestellten Toleranz bewegt. Insbesondere Lithium-Ionen-Akkus reagieren äußerst empfindlich auf Über- und Tiefenentladung. Ein BMS schützt jede der parallel geschalteten Zellengruppe einzeln vor beiden Zuständen.
Mit fortschreitender Nutzungsdauer driften die Spannungen der Zellen auseinander, wodurch eine Über- oder vollständige Entladung der Zellenreihen wahrscheinlicher wird. Ein sogenannter Balancer als Teil des BMS kontrolliert die Zustände der einzelnen Zellgruppen und regelt den Ladestrom entsprechend.
Ob ein BMS wirklich notwendig ist, hängt vom technischen Know-how und den verwendeten Zellen ab. Um die Batterie zu schützen, ist ein solches System generell empfehlenswert, kann aber mit entsprechenden Vorkenntnissen (Elektriker oder Modellbauer) auch selbst nachgeahmt werden.
Wie groß muss ein Stromspeicher für PV-Anlagen sein?
Die Größe des Stromspeichers hängt im Wesentlichen davon ab, wie leistungsstark die Solarzellen sind und wie viel Strom zur Verfügung stehen muss. In Einfamilienhäusern finden sich meist Akkus mit einer Kapazität zwischen 10 und 15 kWh. Um den Stromspeicher entsprechend der vorhandenen Anlage zu dimensionieren, gibt es eine Faustregel:
Der Stromspeicher sollte in etwa eine Kilowattstunde Speicherkapazität pro Kilowatt peak Photovoltaik-Leistung besitzen.
Es hängt selbstverständlich vom Grad der gewünschten Autarkie ab, wie groß Sie die gesamte Anlage dimensionieren müssen. Bei einem Verbrauch von rund 4.000 kWh und einem 7 kWh Stromspeicher erlangen Sie beispielsweise bis zu 80 % Autarkie in Bezug auf Ihren Strombedarf.
Der Wechselrichter als Herzstück Ihrer PV-Anlage
Ohne Wechselrichter können Sie den erzeugten Strom nicht nutzen. Er hat die Aufgabe, den erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln. Der Wechselrichter übernimmt jedoch noch weitere Aufgaben. Moderne Ausführungen fungieren als multifunktionale Schaltzentrale für die gesamte PV-Anlage. Sie erfassen sämtliche Sensordaten, werten diese aus und reagieren entsprechend. So erzielen Sie maximale Energieausbeute und schützen die Anlage sowie Ihren Stromspeicher vor Überlastung. Derartige Wechselrichter steuern die Netzeinspeisung und schalten im Falle eines Stromausfalls automatisch auf Notstrom um.
Die Auswahl an Wechselrichtern am Markt ist riesig. Da die Gesamteffizienz einer Anlage jedoch besonders von dem verwendeten Wechselrichter abhängt, sollten Sie sich im Zweifel bei der Wahl dieser wesentlichen Komponente unbedingt ausführlich informieren und beraten lassen.
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