Effizientes speichern und nutzen von Solarstrom.

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Photovoltaikanlage auf dem Dach.
Foto: Viessmann

Üppige Vergütungen für Solarstrom – das war einmal. Heute richtet man die Größe der PV-Anlage nach dem eigenen Bedarf aus, um möglichst viel der Solarernte selbst zu verbrauchen.

Strom aus dem Netz ist teuer. Zum derzeitigen Preis kann man ihn auch selber solar erzeugen und speichern und so ein gutes Stück Unabhängigkeit vom Netzversorger gewinnen. Das – so die Hersteller von Solarstromanlagen und Stromspeichern – versprechen sich immer mehr Hausbesitzer und Bauherren, die sich für diese Technik interessieren. Allerdings müssten sie ihren potenziellen Kunden in dieser Sache erst einmal Wasser in den Wein gießen.

Photovoltaik-Bausatz mit Wechselrichter und Unterdach.
Photovoltaik-Bausatz mit Wechselrichter und Unterdach für die Montage der Module in die Ebene der Dacheindeckung.
Foto: Solarworld

Der Bedarf an Solarstrom bestimmt die Anlagengröße

Die Einspeisung aller selbst erzeugten solaren Kilowattstunden gegen gutes Geld in das Netz des Energieversorgers war gestern. Bei den heutigen Tarifen ist der Verbrauch im Haus lohnender. Doch Vorsicht, Eigenverbrauch ist nicht dasselbe wie Autarkie. Produziert die Anlage nur wenig Strom, kann der leicht zu 100 Prozent vom Hausnetz aufgenommen werden und man bleibt doch weitgehend abhängig vom öffentlichen. Produziert eine XXL-Anlage Solarstrom im Überfluss, ist man eventuell vollkommen autark, muss aber viel Sonnensaft verschenken oder unter Preis verkaufen. Gefragt ist der Mittelweg.

Der Batteriespeicher „elopack“ lässt sich flexibel in jedes System von Stromund elektrisch betriebenen Wärmeerzeugern einbinden.
Der Batteriespeicher „elopack“ lässt sich flexibel in jedes System von Stromund elektrisch betriebenen Wärmeerzeugern einbinden. Der Hersteller kalkuliert eine Lebensdauer von rund 20 Jahren. Foto: Vaillant

Teilautark mit Batteriespeicher

Anlagen zur Volleinspeisung nach dem EEG, dem „Erneuerbare Energien-Gesetz“, wie sie früher die Norm waren, bestehen lediglich aus den Solarmodulen zur eigentlichen Stromerzeugung sowie aus Wechselrichter und Zweirichtungszähler. Der Wechselrichter wandelt den Gleichstrom der Module auf dem Dach in netzkonformen Wechselstrom um, der Zähler verrechnet bezogene mit eingespeisten Kilowattstunden. Mit solch einem System kann man höchstens 30 Prozent der Produktion im Gebäude selbst nutzen. Erst mit einem Batteriespeicher sind höhere Werte drin, laut dem Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme (ISE) um die 60 Prozent, schließlich hat man die Sonne vom Vortag noch am nächsten Morgen „im Tank“. Günstige Blei-Gel-Speicher halten circa zehn Jahre durch, die teureren Lithium-Ionen- und Lithium-Eisenphosphat-Speicher gut doppelt so lange, sie sind dazu noch tiefenentladbar.

Die schicke Sonnenbatterie ersetzt den bisherigen externen Wechselrichter.
Die schicke Sonnenbatterie ersetzt den bisherigen externen Wechselrichter. So sinken laut Hersteller die Gesamtkosten für eine PV-Anlage inklusive Batterie um bis zu 20 Prozent. Foto: Sonnen GmbH

Intelligent gesteuert

Eine weitere wichtige Komponente moderner PV-Systeme ist die intelligente Steuereinheit, der Energiemanager. Heute in vielen Solarbatterien gleich integriert, holt er sich übers Internet den Wetterbericht und kann je nach Verbrauchsverhalten der Bewohner und Wetterprognose automatisch laden und entladen, Geräte im Haus ansteuern oder den Strom nach draußen abgeben – damit die Akkus rechtzeitig wieder aufnahmefähig sind. Systeme der üblichen Größe – Solarmodule mit um die 5 kWp Spitzenleistung (bzw. kWp = „Kilowatt peak“), ein Speicher mit um die 5 kWh Kapazität – können Autarkiegrade von 40 bis 50 Prozent bieten. Ein gutes Stück Unabhängigkeit ist also durchaus realistisch. Dazu kann man den Kreis der Abnehmer im eigenen Haushalt ja noch erweitern, zum Beispiel mit einem Pedelec oder – besser noch – mit einem Elektroauto inklusive Ladestation.

Sobald genügend Solarstrom verfügbar ist, kann die intelligente Steuerung eine befüllte Wasch- oder Spülmaschine in Gang setzen.
Sobald genügend Solarstrom verfügbar ist, kann die intelligente Steuerung eine befüllte Wasch- oder Spülmaschine in Gang setzen – auch wenn die Bewohner außer Haus sind. Foto: SMA

Thermische Speicherung

Alternativ oder ergänzend zur Batterie kann man den Sonnenstrom in Wärme ummünzen („Power-to-heat“). Entweder indem man den Inhalt von Heizungspuffer- oder Warmwasserspeicher mit einer Heizpatrone auf Temperatur bringt. Oder indem man eine Elektro-Wärmepumpe einsetzt. Eine Erd- oder eine Grundwasserwärmepumpe gewinnt aus einer Kilowattstunde Strom vier oder mehr Kilowattstunden Nutzwärme; die Außenluftwärmepumpe tut sich da schwerer, vor allem im Winter, wenn ihre Wärmequelle Minusgrade bietet. Heizpatronen beziehungsweise Heizstäbe sind natürlich um ein Vielfaches günstiger, doch gilt es, ein paar Details zu beachten, so Dr. Michael Fuhs, Redakteur der Fachzeitschrift „pv magazine“: „Damit sie öko­logisch arbeiten, sollten sie keinen Netzstrom ziehen. Dafür muss ihre Leistungsaufnahme regelbar sein, was bei den wenigsten Modellen möglich ist. Außerdem ist nicht bei allen Technologien sichergestellt, dass sie den Vorschriften der Netzbetreiber genügen.“

Technisch ist die nahezu stromautarke Versorgung eines Hauses mittels Photovoltaik und Kraft-Wärme-Kopplung möglich.
Technisch ist die nahezu stromautarke Versorgung eines Hauses mittels Photovoltaik und Kraft-Wärme-Kopplung
möglich. Im Mittelpunkt des Systems steht ein leistungsfähiger Stromspeicher. Foto: Viessmann

Zukunft der Energieversorgung

Betreibern von Photovoltaik-Anlagen wird gerne vorgeworfen, auf Kosten der Allgemeinheit ein teures Öko-Hobby zu pflegen. Dabei helfen gerade sie, die Energieversorgung der Zukunft auf die Beine zu stellen. Den Speichern wird hier nach einer Studie der Agora Energiewende eine entscheidende Rolle zukommen, sie können zusätzlich die Überschüsse im Netz aufnehmen – in Herbst und Winter auch die aus den Windkraft-Anlagen – und es so stabilisieren, Teil eines Systems des Gebens und Nehmens werden.

Das Elektroauto- Ladegerät „Wallbox“.
Das Elektroauto-Ladegerät „Wallbox“ kommuniziert mit der systemeigenen Hausbatterie und steuert den Ladestrom so, dass die Fahrzeugbatterie fast ausschließlich Eigenstrom aufnimmt. Foto: E3/DC

Um Autarkie kann es deswegen letztlich gar nicht gehen. Auch die glühendsten Verfechter der solaren Selbstversorgung raten Hausbesitzern, am Netz zu bleiben: sie werden noch gebraucht.

Mit Solarstrom und Speicher können auch Garagen mit Beleuchtung, einem Torantrieb und bei Bedarf auch einer Ladestation ausgestattet werden.
Mit Solarstrom und Speicher können auch Garagen ohne Anschluss ans Stromnetz mit Beleuchtung, einem Torantrieb und bei Bedarf auch einer Ladestation ausgestattet werden. Foto: RWE Effizienz

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