Lohnt sich der Einbau eines Batteriespeichers?

Mit einem Speichersystem für zu Hause können Sie tagsüber einen Teil Ihres selbst erzeugten Sonnenstroms zwischenspeichern, um ihn abends und in der Nacht bis zum nächsten Morgen zu verbrauchen. Erzeugt die Photovoltaikanlage mehr Strom, als zu dieser Tageszeit verbraucht wird, lädt der Speicher, anstatt den Strom ins öffentliche Netz einzuspeisen. Haben Sie einen höheren Strombedarf, als die Photovoltaikanlage liefern kann – wie nachts oder in der Dämmerung–, können Sie durch das Entladen des Batteriespeichers zeitversetzt den auf dem Dach erzeugten Strom nutzen. Das Laden und Entladen des Speichers erfolgt über eine Regelung vollautomatisch.

Macht ein Stromspeicher Sinn?

Die Anschaffung eines Stromspeichers hat Vor- und Nachteile, die Sie für sich abwägen müssen. Es geht dabei um Aspekte der Wirtschaftlichkeit, der Unabhängigkeit, des Umweltschutzes und nicht zuletzt der persönlichen Motivation.
Wirtschaftlichkeit
Ein Stromspeicher führt bei einer Berechnung der Wirtschaftlichkeit oft zu einem schlechteren Ergebnis, wenn eine Photovoltaikanlage mit Stromspeicher einer Anlage ohne Speicher gegenübergestellt wird. Batteriespeicher sind nach wie vor teuer in der Anschaffung, auch wenn die Anschaffungskosten in den letzten Jahren deutlich gesunken sind. Angaben der Hersteller und deren Wirtschaftlichkeits-rechnungen sind kritisch zu betrachten. Oft werden sehr optimistische Annahmen für die Akku-Lebensdauer und enorme Strompreissteigerungen für die Zukunft angesetzt, die wenig glaubwürdig erscheinen. Eine seriöse Berechnung sollte von einer Lebensdauer nicht länger als 10 bis 15 Jahre ausgehen und eine durchschnittliche Strompreissteigerung nicht über 3 Prozent pro Jahr enthalten.

Unabhängigkeit
Mit einem Stromspeicher können Sie einen höheren Anteil des erzeugten Solarstroms selbst verbrauchen, die Unabhängigkeit vom öffentlichen Stromnetz wird erhöht. Zwei Kennwerte sind hier entscheidend: der Eigenverbrauchsanteil und der Autarkiegrad. Der Autarkiegrad beschreibt, zu wie viel Prozent der eigene Strom vom Dach für die Stromversorgung eingesetzt wird. Je höher der Autarkiegrad, desto weniger Strom muss vom Versorger eingekauft werden. Berechnungen mithilfe eines Onlinerechners machen aber auch deutlich: Egal, wie groß Sie den Speicher ansetzen – ein Autarkiegrad über 90 Prozent ist mit einer Photovoltaikanlage in Deutschland nicht erreichbar, ohne weitere Technik wie Saisonspeicher zu nutzen.
Ein Batteriespeicher mit Notstromfunktion kann darüber hinaus Versorgungssicherheit bieten, auch wenn das öffentliche Stromnetz ausfällt oder abgeschaltet wird.
Umweltschutz
Eine Photovoltaikanlage (mit oder ohne Speicher) hilft bei der Energiewende und spart fossile Rohstoffe ein; ein Stromspeicher hilft dabei, viel Solarstrom selbst zu verbrauchen. Damit kann man unabhängiger vom Stromversorger werden und gleichzeitig aktiv Klimaschutz betreiben.
Persönliche Motivation
Viele Interessierte entscheiden sich für einen Stromspeicher, selbst wenn die Wirtschaftlichkeit dagegenspricht und auch mit Speicher keine vollständige Autarkie erreicht werden kann. Oft ist es schlicht die Überzeugung, damit einen größeren Beitrag zur Energiewende zu leisten, manchmal auch nur das technische Interesse und die Erwartung des guten Gefühls, wenn abends für Licht und Fernseher kein Strom aus dem Stromnetz bezogen werden muss. Wenn Sie sich für einen Batteriespeicher interessieren, sind Sie nicht allein: Im Jahr 2022 wurden deutschlandweit über zwei Drittel der neu gebauten Photovoltaikanlagen im Ein und Zweifamilienhaus gleich mit einem Batteriespeicher ausgestattet. Und der Anteil steigt weiter.

Wie groß sollte ein Batteriespeicher sein?
Sinn und Zweck eines Batteriespeichers ist es, den Solarstrom tagsüber für den Abend und die Nacht zu speichern. Richtig dimensioniert ist eine Batterie, wenn sie den durchschnittlichen Stromverbrauch zwischen abends und morgens abdeckt. Abbildung 9 zeigt, dass (bei ansonsten gleichen Randbedingungen) bei einer Vergrößerung des Speichers der Eigenverbrauchsanteil zwar steigt, der zusätzliche Nutzen aber immer geringer wird.

Ein richtig ausgelegter Speicher führt zu einem hohen Eigenverbrauch des Solarstroms. Ist der Speicher deutlich größer, kann der Eigenverbrauch durch die Vergrößerung nur wenig gesteigert werden. Wir empfehlen deshalb als Richtwert für die Speichergröße etwa 1 Kilowattstunde Batteriekapazität pro 1.000 Kilowattstunden Jahresstromverbrauch. Bei kleinen Photovoltaikanlagen sollte außerdem die Speicherkapazität der Batterie in Kilowattstunden nicht viel größer sein als die Leistung der Photovoltaikanlage in Kilowatt.
Nach Angaben des Bundesverbandes Energiespeicher Systeme (BVES) hatte ein neuer Batteriespeicher im Einfamilienhaus im Jahr 2022 eine durchschnittliche Kapazität von 8,8 Kilowattstunden. In der letzten Zeit sind immer mehr Hersteller von Batteriespeichern dazu übergegangen, modulare Speicher anzubieten, bei denen ein Steuerungselement mit einer unterschiedlichen Anzahl von Batteriemodulen kombiniert werden kann. Damit können mit dem gleichen System verschiedene Speichergrößen realisiert werden.
Bei manchen Speichersystemen ist zudem eine spätere Nachrüstung mit zusätzlichen Batteriemodulen möglich. Auch bei Speichern, die von außen nicht modular aufgebaut sind, werden oft verschiedene Speichergrößen angeboten. Hier wird ein Speichergehäuse innen mit einer unterschiedlichen Anzahl von Batteriezellen ausgestattet.

Was kostet ein Batteriespeicher?
Ohne Umsatzsteuer, aber inklusive Installation lagen die Preise für Batteriespeicher im Jahr 2021 in Deutschland durchschnittlich zwischen 750 und 1.250 Euro pro Kilowattstunde, wenn die Speicher größer als 5 Kilowattstunden waren. Kleinere Speicher sind pro Kilowattstunde deutlich teurer. Käufer eines Batteriespeichers investierten im Jahr 2020 durchschnittlich 9.250 Euro (netto) in die Batterie. Die Kosten hängen entscheidend vom Speichersystem (AC- oder DC-System) und vom Funktionsumfang ab. Speichersysteme, die zum Beispiel auch eine Not- oder Ersatzstromfunktion bieten, sind meist teurer. Die oben genannten Zahlen wurden in einer Studie der EuPD im Frühjahr 2022 ermittelt.

Welche Betriebskosten habe ich?
Lithium-Batteriespeicher lassen sich weitgehend wartungsfrei betreiben. Die Geräte werden in der Regel mit dem Internet verbunden und lassen sich so komfortabel per Smartphone-App überwachen. Im Zuge des Anlagenchecks der Photovoltaikanlage, der im Abstand von einigen Jahren erfolgen sollte, empfiehlt eine Prüfung des Batteriespeichers. Die Garantiebedingungen der Hersteller decken auch während der bis zu zehnjährigen Garantiezeit nicht immer alle Kosten ab. Manche Garantien decken nur die Batterie selbst, nicht aber die umfangreiche Elektronik des Speichersystems ab. Manchmal verstecken sich Kostenrisiken für die Betreiber zudem im Kleingedruckten der Garantiebedingungen.

Wie lange hält ein Batteriespeicher?
Derzeit gehen Experten davon aus, dass die Lebensdauer von Batteriespeichern zwischen zehn und fünfzehn Jahren liegt. Ein Batteriespeicher wird also sicherlich nicht so lange halten wie die Photovoltaikanlage, deren Strom gespeichert wird, sondern muss ausgetauscht werden.
Es gibt zwei grundlegende Alterungsmechanismen bei Batterien:

Die kalendarische Alterung
Wie bei anderen Produkten gibt es eine allgemeine Alterung einer Batterie, weil sich das Material verändert. Dieser Prozess ist völlig unabhängig von der Nutzung der Batterie.

Die Alterung durch die Nutzung

Das häufige Laden und Entladen einer Batterie führt zu einer Alterung der Batterie. Die Hersteller geben auf den Datenblättern eine Zyklenzahl an, die besagt, wie viele vollständige Lade- und Entladevorgänge die Batterie insgesamt aushält, bevor sie ihr offizielles Lebensdauerende erreicht. Pro Jahr werden bei einer Photovoltaikanlage mit Speicher in Deutschland rund 200 bis 250 solcher Vollzyklen benötigt. Auch wenn ein Batteriehersteller mit einer sehr großen Zyklenzahl wirbt, wird der Speicher trotzdem aufgrund der kalendarischen Alterung keine 20 oder 30 Jahre arbeiten können. Beide Alterungsprozesse laufen parallel zueinander. Die Lebensdauer kann wesentlich durch den Aufstellort beeinflusst werden: Wird der Batteriespeicher im Keller aufgebaut, wo die Temperatur niedrig und recht konstant ist, kann der Speicher lange halten. Das Potenzial von Energiespeichern wird aktuell noch nicht ausgeschöpft.

Lithium-Ionen-Speicher bestimmen den Markt
Auf dem Markt gibt es verschiedene technische Lösungen, die für Ein- und Zweifamilienhäuser als Batteriespeicher, oft unter dem Begriff „Heimspeicher“, angeboten werden. Darin enthalten sind nahezu ausschließlich Batterien mit Lithium-Ionen-Technologie, die sich in den vergangenen Jahren gegenüber anderen Zellchemien und auch den alten Bleibatterien durchgesetzt hat.

Verschiedene Lithium-Ionen-Technologien
Lithium-Ionen-Batteriespeicher bestehen aus der Steuerelektronik und den Batteriezellen selbst. Die Batteriezellen werden je nach Hersteller aus verschiedenen Materialien hergestellt und haben dann leicht unterschiedliche Eigenschaften. Die Zellchemie ist meist auf dem Datenblatt eines Batteriespeichers angegeben.
NMC: Dieser Batterietyp enthält Lithium-Nickel-Mangan-Cobalt-Oxide, dabei ist nur wenig Cobalt enthalten, was diese Batterie recht günstig macht. Dieser Batterietyp findet sich auch in Pedelecbatterien und Elektroautos.

NCA: Bei diesem Batterietyp wird Lithium-Cobalt-Oxid verwendet.
LFP: Lithium-Eisen-Phosphat ist eine Zellchemie, die derzeit immer größere Verbreitung findet. Dieser Batterietyp ist besonders sicher. Teilweise haben Hersteller von Batteriespeichern mehrere Zulieferer, die unterschiedliche Zellchemie einsetzen. Dann können Sie als Kunde nicht erkennen, welche Zellchemie in Ihrem Speicher steckt.

AC/DC-Speicher
Nein, es geht hier nicht um die australische Hardrock-Band, sondern um zwei verschiedene Arten der Batteriespeichertechnik. Bei einem Speichersystem wird grundsätzlich danach unterschieden, ob es auf der DC-(Gleichstrom-) oder der AC-(Wechselstrom-) Seite angeschlossen wird.

Beim DC-Speicher ist der Batteriespeicher an die Photovoltaikanlage angeschlossen; der in den Solarmodulen produzierte Gleichstrom wird ohne Umformung direkt in die Batterie eingespeist. Die Vorteile: ein hoher Wirkungsgrad und es werden weniger Komponenten benötigt. Etliche Anbieter am Markt bieten Systeme aus Photovoltaik und Speicher an, die auch technisch ideal aufeinander ausgelegt sind. Sie sind zu empfehlen, wenn Photovoltaikanlage und der Stromspeicher gemeinsam angeschafft werden sollen. Die zentrale Komponente dafür ist ein Hybridwechselrichter, der sowohl die Modulstränge der Photovoltaikanlage als auch die Gleichstromleitungen zum Stromspeicher aufnimmt. Doch Vorsicht: Der Begriff „Hybridgerät“ wird von Herstellern teilweise auch in anderem Zusammenhang verwendet.

Ein AC-Speicher ist ein Batteriespeicher, der am Wechselstrom des Hausnetzes angeschlossen ist. Der erzeugte Solarstrom wird hier zuerst über den Wechselrichter in Wechselstrom umgeformt und dann durch einen zweiten Batteriewechselrichter beim Einspeichern wieder zurück in Gleichstrom umgewandelt. DC-gekoppelte Systeme können effizienter arbeiten als AC-gekoppelte Speicher und sind oft günstiger in der Anschaffung, daher kommen im Neubau überwiegend DC-gekoppelte Systeme zum Einsatz. Im Gegensatz dazu sind AC-gekoppelte Systeme oft flexibler mit der Photovoltaikanlage zu kombinieren und können auch bei bestehenden Anlagen einfacher nachgerüstet werden.

Außergewöhnliche Stromspeicher fürs Eigenheim
Salzwasserspeicher: Derzeit ist von einem Anbieter ein Salzwasserspeicher auf dem Markt erhältlich. Nachteile sind die geringere Leistung, höhere Verluste und die offene Frage nach der erwartbaren Lebensdauer. Als Vorteile werden eine höhere Sicherheit (keine Brandgefahr) und eine sehr gute Umweltfreundlichkeit versprochen.
Bleispeicher: Stromspeicher für den Haushalt waren früher oft Bleispeicher, die Lithium-Ionen-Technik hat den Einsatz von Bleibatterien in den vergangenen Jahren vollständig verdrängt. Heute ist nur ein Anbieter mit einem Bleispeicher am Markt vertreten. Redox-Flow-Speicher: Vor einigen Jahren wurde mit Redox-Flow auch ein völlig anderes Speichersystem für das Wohnhaus vermarktet. Diese Technik konnte sich jedoch nicht durchsetzen, derzeit wird nur ein solches System auf dem Markt angeboten.

Kleinspeicher für die Steckdose: Speziell an Interessierte an Stecksolargeräten richten sich einige Anbieter, die Batteriespeicher mit einer Kapazität von rund einer Kilowattstunde anbieten, um den Strom eines Steckersolargeräts zu speichern. Davon raten wir ab: Ein Steckersolargerät soll den Strom für die Grundlast des Haushalts tagsüber zur Verfügung stellen. Eine Speicherung ist hier aus unserer Sicht unsinnig und teuer.

Der Batteriespeicher von Familie Fuchs
Für Familie Fuchs ergibt sich bei einem Jahresstromverbrauch von 4.000 Kilowattstunden
nach obigem Richtwert eine Speicherkapazität von etwa 4 Kilowattstunden. Doch der Speicher soll später zusätzlich Solarstrom aufnehmen, der in ein zukünftiges Elektroauto getankt werden soll. Auch soll zukünftig eine Wärmepumpe die alte Ölheizung ablösen. Daher entscheidet sich Familie Fuchs für eine größere Ausführung mit einer Kapazität von 5,1 Kilowattstunden.

Standort und Montage des Batteriespeichers
Beim Batteriespeicher ist der richtige Montageort vor allem für die Langlebigkeit der Batterie wichtig. In den meisten Fällen wird der Batteriespeicher im Keller aufgestellt, dabei müssen die Vorgaben des Herstellers eingehalten werden. Am gewünschten Montageort dürfen keine brennbaren Gegenstände sein, ausreichende Abstände müssen eingehalten werden. Ein Batteriespeicher ist grundsätzlich im Keller des Gebäudes aufzustellen. Der Raum sollte kühl sein und wenig Temperaturschwankungen
aufweisen. Der Kellerraum, in dem die Heizung steht, ist daher weniger geeignet. Bei Standgeräten mit einigen Hundert Kilogramm Gewicht ist eine gute Belastbarkeit des Bodens Voraussetzung (möglichst kein Linoleum oder Ähnliches), bei Wandgeräten ist eine stabile Wand zur sicheren Verschraubung notwendig. Der Batteriespeicher muss gut zugängig sein, auch für spätere Wartungen oder Reparaturen. Wichtig ist die Einhaltung der Montagevorschriften aus der Montageanleitung. Bei einem Verstoß dagegen gelten auch die Gewährleistungs- und Garantiebedingungen nicht!

Erdgeschoss? Nur, wenn es nicht anders geht
Mancher Neubau wird heute ohne Keller errichtet, dann bleibt für die Batterie natürlich nur der Aufbau im Erdgeschoss. Im Dachgeschoss ist es zu warm, auch die starken Temperaturschwankungen dort beeinflussen die Lebensdauer einer Batterie negativ. Sollte kein Keller nutzbar sein, bringen Sie den Batteriespeicher im Erdgeschoss in einem Technikraum unter. Von einer Anbringung im Wohnbereich ist abzuraten – auch wenn das einige Hersteller in ihren Prospekten mit Fotos suggerieren. Batteriespeicher geben Geräusche ab, mindestens ein leises Summen, was im Wohnraum stören kann.

Montage des Batteriewechselrichters
Ist der Batteriewechselrichter nicht im Gehäuse des Batteriespeichers eingebaut, gilt für ihn das Gleiche wie für den Solarwechselrichter. Der Anbringungsort des Geräts sollte gut zugängig und möglichst staubfrei sein. Die meisten Geräte werden an einer stabilen Wandfläche angeschraubt, oftmals direkt neben dem Photovoltaik-Wechselrichter. Einige Batteriespeicher bestehen aus kleinen Türmen von Batteriemodulen, die übereinander aufgebaut werden. Beachten Sie in diesem Fall, dass der Wechselrichter möglichst nicht direkt über der Batterie angebracht werden sollte. Wollen Sie später den Batteriespeicher vergrößern und einen Batteriebaustein ergänzen, wäre der Wechselrichter im Weg.

Notstrom und Ersatzstrom
Einfache Photovoltaikanlagen und Batteriespeicher arbeiten nicht, wenn das öffentliche Stromnetz wegen einer Reparatur oder einer Naturkatastrophe zusammenbricht. Manche Speichersysteme können jedoch auch bei Stromausfall weiter Strom für den Haushalt zur Verfügung stellen. Dazu müssen Sie gleich beim Kauf das passende System mit den gewünschten Eigenschaften anschaffen.

Inselbetrieb bei Stromausfall
Bei den heutigen Photovoltaikanlagen schaltet sich der Wechselrichter ab, wenn das Netz ausfällt oder wegen Wartungsarbeiten abgeschaltet wird. Das ist aus Sicherheitsgründen vorgeschrieben, damit bei einer Abschaltung im öffentlichen Netz keine Gefahr für arbeitende Monteure besteht, die dort Leitungen reparieren. Das ist bedauerlich, denn bei einem Netzausfall am Tag könnten die Solarmodule eine Notstromversorgung übernehmen. Um solch eine Möglichkeit des Inselbetriebs zu haben, müssen Sie sich schon beim Kauf für einen Batteriespeicher entscheiden – und zwar für ein Gerät, das eine Not- oder Ersatzstromfunktion hat.