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Batteriespeicher für Solaranlagen

Warum Batteriespeicher? Speicher sind der Energiewende dienlich!

"Um eine bessere Anpassung zwischen Energieerzeugung und -verbrauch zu erzielen, kommen neben Maßnahmen wie ­Lastmanagement vor allem auch stationäre Speicher für elektrische Energie in Betracht."
Zitat VDI-Seminar
Warum zuerst eine große Solaranlage ?
Wenn nur wenig Sonnenenergie erzeugt wird, kann auch nur wenig Überschussenergie gespeichert werden.

Erst wenn das Dach maximal belegt ist oder für einen Privathaushalt eine Größe von 15-40kWp erreicht ist, macht es Sinn über einen Batteriespeicher nachzudenken. Größere Solaranlagen haben zudem geringere spezifische Gestehungskosten.

40kWp klingt nach sehr viel, aber ein oder zwei E-Autos erhöhen den Verbrauch direkt um ca. 10.000 kWh im Jahr.
In den Monaten März bis Oktober fällt es mit einem Batteriespeicher relativ leicht nahezu autark zu sein. 
In den übrigen Monaten ist eine groß dimensionierte Solaranlage wichtig für eine noch annehmbare solare Eigenversorgung. 

Folgend eine Tabelle mit durchschnittlichen Jahresverbräuchen verschiedener Haushaltstypen, den mindestens empfohlenen Leistungen der PV-Anlage und dem erreichbaren Autarkiegrad mit und ohne Batteriespeicher.

Annahme:
Durchschnittlicher Stromverbrauch pro Jahr und empfohlene Solaranlagen-Größe bei mind. 40%iger Selbstversorgung:
Ganz anders sehen die Ergebnisse aus, wenn große Verbraucher wie eine Wärmepumpe als Zentralheizung mit Warmwassergewinnung und oder ein Elektroauto den Stromverbrauch doch erheblich anheben: 

*Alle Zahlen wurden ermittelt mit SMA-SunnyDesignWeb. Annahme: Süd-Ausrichtung, Li-ion-Speicher mit 90% nutzbarer Kapazität.

Keine Energiewende ohne Energiespeicher

Treiber der Entwicklung ist die Energiewende, konkret: Der Ausbau der Erneuerbaren Energien. Deren Anteil am deutschen Energiemix betrug im Jahr 2019 über 35 Prozent. Bis zum Jahr 2035 sollen sie nach Schätzungen schon 55 bis 60 Prozent ausmachen. 
Was für Klima und Umwelt eine nachhaltige Verbesserung mit sich bringt, ist für die Stromnetze eine große Herausforderung: 

Weil der Wind nicht immer weht und nachts keine Sonne scheint, kommt es mit einem steigenden Anteil an Erneuerbaren nämlich auch zu größeren Schwankungen im Netz. 
Diese können kleinere Batteriespeicher im privaten Umfeld und große Batteriespeicher im Gewerbe teilweise ausgleichen.


Lithium-Ionen-Batterien sind am effizientesten

Heutige Energiespeicher sind in der Regel Lithium-Ionen- (Li-Ion) und Lithium-Ferrit-Batterien (LiFePo). Wobei die Li-Ionen-Zellen den deutlichen Vorteil der wesentlich höheren Energiedichte haben. Ihr Anteil an den im Handel befindlichen Energiespeichern beträgt rund 95 Prozent. Frühere Modelle basierten häufig noch auf der Blei-Gel- oder der Blei-Säure-Technologie, sie machen heute aber nur noch rund sechs Prozent der Energiespeicher aus. 

Vereinzelt gibt es außerdem PV-Batteriespeicher für Privathaushalte auf Basis von Salzwasser als Elektrolyt sowie Vanadium-Redox-Flow-Batteriespeicher. Deren Anteil liegt jedoch deutschlandweit bei unter 0,05 Prozent. So das Fazit einer Studie des Bundesministeriums für Bildung und Forschung, des Instituts für angewandte Ökologie (Öko-Institut) und FONA, der sozial-ökologischen Forschungsabteilung des BMBF. 

Die modernen Lithium-Batterien sind den anderen Technologien aber nicht nur in punkto Marktdurchdringung voraus, sie sind auch günstiger in der Herstellung, langlebiger und vor allem leistungsfähiger. „Die besten heutigen Li-NCM-Zellen erreichen eine Energiedichte von fast 700 Wattstunden pro Liter Volumen. Damit könnte man eine 100-Watt-Birne sieben Stunden lang betreiben“, so die Experten vom Fraunhofer Institut.

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Markenhinweis: TESLA® ist eine Marke der Tesla, Inc, 45500 Fremont Boulevard, Fremont, CA 94538