Komponenten der Photovoltaikanlage im Fokus
Die Verfügbarkeit der Sonne als Energiequelle ist nicht konstant, was eine Herausforderung für die unabhängige Versorgung mit Solarstrom darstellt. Nur mit Speichermedien ist eine kontinuierliche und unabhängige Stromversorgung möglich, was gleichzeitig zur Entlastung der Stromnetze beiträgt.
In diesem Blogartikel möchten wir dir die modernsten Speicherlösungen für eigens erzeugten Solarstrom, die Batteriespeicher, vorstellen. Wir zeigen, was einen guten Stromspeicher auf dem neuesten Stand der Technik auszeichnet und wie er in Kombination mit anderen Photovoltaik Komponenten wie Solarmodulen und Wechselrichtern optimal genutzt werden kann.
Maximaler Eigenverbrauch dank Photovoltaik-Batteriespeicher
Auch wenn eine 100-prozentige Eigenversorgung mit Solarstrom in privaten Haushalten in der Praxis selten erreicht wird, leistet ein guter Batteriespeicher für die Photovoltaik-Anlage einen wichtigen Beitrag zur Maximierung der Eigenverbrauchsquote. Insbesondere für Lademöglichkeiten der Elektromobilität sind Speicher unverzichtbar.
Photovoltaik-Batteriespeicher und die Technik dahinter
Technisch gesehen handelt es sich bei Batteriespeichern um Akkumulatoren, kurz Akkus gennant, da sie im Gegensatz zur klassischen Batterie die Fähigkeit besitzen, wiederholt aufgeladen zu werden. Die Modularität von Batteriespeichern ermöglicht dabei eine flexible Systemgestaltung. Ein Batteriespeichersystem (BAT) besteht aus verschiedenen Modulen, die einzelne Batteriezellen oder Batteriepacks enthalten.
Ein entscheidendes Element eines jeden Speichersystems ist das Batteriemanagementsystem (BMS), eine Einheit, die für die Überwachung und Steuerung des Batteriespeichers zuständig ist. Es gewährleistet die optimale Nutzung der Batterie und schützt sie vor Schäden durch Überladung oder Tiefentladung.
Entladungstiefe, Zyklenzahl und Wirkungsgrad – wichtige Größen in der Speichertechnik
Eine weitere wichtige Größe von Stromspeichern ist die Entladungstiefe. Sie gibt an, welcher prozentuale Teil der Nennkapazität entnommen werden kann, ohne dass der Akku langfristig an Qualität einbüßt. Dies hat den Hintergrund, dass Batterien in der Regel nicht vollständig entladen werden können, ohne ihre Lebensdauer zu verkürzen.
Die Zyklenzahl ist ein weiterer wichtiger Parameter, der die Lebensdauer des Akkus direkt beeinflusst. Ein Zyklus entspricht dem vollständigen Aufladen und Entladen des Akkus. Unter optimalen Bedingungen halten moderne Stromspeicher zwischen 5000 und 10000 Ladezyklen stand – und verfügen somit über eine Lebensdauer von mindestens 20 Jahren, abhängig von der Intensität des Betriebs und der Qualität des BAT.
Bei der Nutzung von Batteriespeichern treten stets Ladungsverluste auf, weshalb der Wirkungsgrad des Speichers eine wichtige Rolle spielt. Ein hoher Wirkungsgrad bedeutet, dass nur wenige Energieverluste bei der Übertragung des frisch generierten Solarstroms in den Speicher sowie vom Speicher in die Anwendung entstehen. Die Effizienz von Batteriespeichern ist somit ein entscheidender Faktor für die Wirtschaftlichkeit und Umweltfreundlichkeit des gesamten Solarstromsystems.
Lithium-Ionen-Akkus als Speicherlösungen Nummer Eins
In der modernen Photovoltaik sind als Batteriespeicher Lithium-Ionen-Akkus die bevorzugten Lösungen, die Bleiakkus aufgrund ihrer veralteten Technologie abgelöst haben. Ein Lithium-Ionen Akku funktioniert durch die Bewegung von Lithium-Ionen zwischen einer positiven und negativen Elektrode beim Laden und Entladen. Während des Ladevorgangs wandern Lithium-Ionen zur negativen Elektrode und werden dort eingelagert; beim Entladen bewegen sie sich zurück zur positiven Elektrode und geben dabei Energie ab.
Die Vorteile von Lithium-Ionen-Akkus sind vielfältig. Sie bieten eine hohe Energiedichte, vertragen hohe Entladeströme und ermöglichen Schnellladungen. Eine hohe Entladetiefe und eine geringe Selbstentladungsrate von weniger als 5 Prozent pro Monat erhöhen ihre Effizienz. Mit einem Wirkungsgrad von fast 100% sind sie besonders effektiv in der Energiespeicherung und -rückgewinnung.
Der perfekte Ort für deinen Photovoltaik-Batteriespeicher
Für die Unterbringung von Lithium-Ionen-Akkus sind brandsichere Räumlichkeiten essentiell. Dies kann ein abgeschlossener Raum im Gebäude oder ein spezieller Batterieschrank bzw. -behälter sein, der sowohl im Innen- als auch im Außenbereich positioniert werden kann. Es ist wichtig, dass der Speicher nicht dauerhaft Temperaturen über 20 Grad ausgesetzt wird, da diese die Zyklenzahl und damit die Lebensdauer negativ beeinflussen können. Daher sollte der Speicherort vor direkter Sonneneinstrahlung geschützt sein.
Sicherheitssysteme, Befestigungen und Kippsicherungen sind ebenfalls wichtig für die fachgerechte Montage der Energiespeicher. Der Speicher sollte zudem frei zugänglich für Wartungsarbeiten sein, mit ausreichend Freiraum für die Kühl- und Warmluftabfuhr. Ein trockener Ort mit einer Luftfeuchtigkeit von weniger als 80% und Überschwemmungsfreiheit ist für die Lagerung ideal.
Es sollte auch keine explosionsfähige Atmosphäre oder starke Span- und Staubentwicklung am Installationsort vorliegen. Die Installation und Verschaltung eines Lithium-Ionen-Speichers ähnelt der eines Wechselrichters. Fachgerechte Planung und Umsetzung sind unerlässlich, um die Sicherheit und Effizienz des Systems zu gewährleisten. In Norddeutschland unterstützt Sie die Norddeutsche Solar bei der Umsetzung Ihrer Traum-Speicherlösung für Photovoltaik.
Cloud-Services für Strom – empfehlenswert oder unpraktikabel?
Die Idee von Cloud-ähnlichen Modellen für Strom rückt immer stärker in den Fokus für Haushalte, die eine möglichst hohe Energieautarkie anstreben. Diese Modelle funktionieren ähnlich wie eine Cloud-Speicherlösung für digitale Daten, jedoch für elektrische Energie. Im Sommer, wenn Photovoltaikanlagen aufgrund der höheren Sonneneinstrahlung in der Regel einen Überschuss an Strom erzeugen, wird dieser Überschuss in die virtuelle Cloud eingespeist. Im Winter, wenn die Energieproduktion durch kürzere Tage und schlechtere Wetterbedingungen sinkt, können Haushalte auf den zuvor gespeicherten Strom in der Cloud zurückgreifen.
Eine Abrechnung erfolgt dann auf Basis der Differenz zwischen eingespeistem und verbrauchtem Strom. Dieses Modell ermöglicht es den Verbrauchern, die Vorteile ihrer Photovoltaikanlage das ganze Jahr über zu nutzen, selbst in Zeiten geringerer Erzeugung. Allerdings gibt es auch einen Nachteil: Die Tarife für zusätzlichen Strom, der über die eigene Erzeugung hinausgeht, können – abhängig vom jeweiligen Anbieter – vergleichsweise hoch sein. Daher ist es wichtig, die Kosten und Bedingungen der verschiedenen Anbieter genau zu vergleichen, um eine kosteneffiziente Lösung zu finden.
Wir von der Norddeutschen Solar haben in unserem langjährigen Engagement in der Photovoltaik Branche die Erfahrung gemacht, dass Cloud-Lösungen weniger Vor als Nachteile für dich als Kunden bieten. Sie schaffen eine Reihe neuer Kosten, beispielsweise für die Nutzung der Cloud Software, die auch unter gewissen Umständen steigen können. Dieser Ansatz steht für uns daher im Widerspruch zu einer autarken und unabhängigen Energieversorgung.
Fazit: Mehr Autarkie durch eigene Batteriespeicher
In der Photovoltaik spielen Batteriespeicher eine entscheidende Rolle für die effektive Energienutzung, indem sie die Speicherung von überschüssigem Solarstrom für eine kontinuierliche Versorgung ermöglichen. Sie tragen zur Maximierung der Eigenverbrauchsquote bei und sind insbesondere für die Integration von Elektromobilität unverzichtbar.
Lithium-Ionen-Akkus haben sich dabei als effiziente und langlebige Speicherlösung etabliert, die eine hohe Energiedichte und geringe Selbstentladungsraten bieten. Für die Installation und den Betrieb von Batteriespeichern sind Sicherheit, Wartungszugänglichkeit und eine optimale Temperaturkontrolle essenziell.
FAQ – häufig gestellte Fragen zu Batteriespeichern
Wie erhöht ein Batteriespeicher die Eigenverbrauchsquote?
Ein Batteriespeicher spielt eine zentrale Rolle bei der Optimierung der Eigenverbrauchsquote von Solarstrom. Indem er den tagsüber erzeugten, überschüssigen Solarstrom speichert, ermöglicht er dessen Nutzung auch nach Sonnenuntergang oder an bewölkten Tagen. Dies führt zu einer deutlichen Reduzierung des Bezugs von Strom aus dem öffentlichen Netz und somit zu einer Verringerung der Energiekosten. Zusätzlich erhöht der Einsatz von Batteriespeichern die Unabhängigkeit von externen Stromversorgern und macht deinen Haushalt resilienter gegenüber Strompreisschwankungen und Netzstörungen.
Warum sind Lithium-Ionen-Akkus die bevorzugte Wahl für Solarstromspeicher?
Die hohe Energiedichte von Lithium-Ionen-Akkus ermöglicht eine kompakte und platzsparende Speicherung großer Energiemengen. Die geringe Selbstentladungsrate sichert, dass gespeicherter Strom auch nach längeren Zeiträumen ohne nennenswerte Verluste verfügbar ist. Zudem können Lithium-Ionen-Akkus schnell ge- und entladen werden, was eine effiziente Nutzung des Solarstroms ermöglicht. Ihre Langlebigkeit und Zuverlässigkeit, mit der Fähigkeit, tausende Ladezyklen zu durchlaufen, ohne merklich an Kapazität zu verlieren, macht sie zu einer wirtschaftlichen Lösung für langfristige Energiebedürfnisse.
Welche Sicherheitsmaßnahmen sollten bei Photovoltaik-Batteriespeichern beachtet werden?
Bei der Installation von Batteriespeichern sollten mehrere Sicherheitsmaßnahmen berücksichtigt werden. Die Installation in brandsicheren Räumlichkeiten oder in speziell konstruierten Batterieschränken minimiert das Risiko von Feuer oder thermischen Ereignissen. Zudem ist eine angemessene Temperaturkontrolle wichtig, da extreme Temperaturen die Leistungsfähigkeit und Sicherheit der Akkus beeinträchtigen können. Feuchtigkeitsschutz verhindert Korrosion und Schäden an den Batteriekomponenten. Es ist auch wichtig, den Speicher leicht zugänglich zu machen, um regelmäßige Wartungen und Inspektionen sicherzustellen.