Wenn Sie mit dem Gedanken einer PV-Anlage spielen oder vielleicht bereits eine besitzen, kommen Sie um das Thema des Energiespeichers kaum herum.
Neben Unterschieden in der Spannung, die wir Ihnen in diesem Beitrag erklärt haben, werden vor allem Gleichstrom- und Wechselstrom-Speicher unterschieden. Worin die Unterschiede liegen und welches System sich besser für Ihre PV-Anlage eignet, werden wir in diesem Beitrag erklären.
Was bringt ein Batteriespeicher?
Ein Batteriespeicher speichert den produzierten Solarstrom der PV-Anlage, damit Sie diesen später nutzen können und somit weniger Strom aus dem Netz beziehen müssen. Dadurch sparen Sie weitere Kosten und sind unabhängiger von den steigenden Energiepreisen.
Der Batteriespeicher speichert den Strom, der ansonsten ins Netz eingespeist würde, dadurch erhöht sich der Eigenverbrauch deutlich. In einem Einfamilienhaus erhöht sich der Autarkiegrad mit Batteriespeicher von 25 auf bis zu 70 Prozent.
Woraus besteht ein Batteriespeicher?
Ein Speichersystem enthält verschiedene Komponenten, die unterschiedliche Aufgaben erfüllen:
- Batteriezellen
- Werden gemeinsam mit einer Kontroll- und Sicherheitselektronik zu Batteriemodulen zusammengebaut
- Lade- und Entladeelektronik
- Lädt und entlädt Energie in den Speicher
- Batteriewechselrichter oder Hybrid-Wechselrichter
- Ermöglicht die Umwandlung zwischen Gleichstrom und Wechselstrom
- Mess- und Kommunikationselektronik
- für die Steuerung und das Monitoring des Speichers
- ermöglicht die Überwachung von Daten wie z.B. Füllstand und Energieflüsse des Speichers per Handy-App abgerufen
- Anschlusstechnik
- zur Einbindung in die Elektroinstallation des Gebäudes und für eventuelle Notstromversorgung
Gleichstrom oder Wechselstrom?
Die von der PV-Anlage erzeugte Energie ist Gleichstrom, ebenso wie der gespeicherte Strom einer Lithium-Ionen-Batterie. Da das Stromnetz jedoch aus Wechselstrom besteht benötigen beide Speichersystem einen oder mehrere Wechselrichter, die unterschiedlich integriert sind. Die Abkürzungen AC und DC stehen für Alteranting Current (Wechselstrom) und Direct Current (Gleichstrom).
Wie funktioniert ein Gleichstrom-Speicher?
Die Gleichstrom-Batteriespeicher, auch DC-Speicher genannt, werden direkt in die Photovoltaikanlage integriert und an deren Gleichstromseite (DC) zwischen den PV-Modulen und dem Wechselrichter angebunden.
Dadurch wird der von den Solarmodulen erzeugte Gleichstrom zunächst in den Batterien gespeichert und beim Entladen der Batterie in Wechselstrom umgewandelt. Dafür benötigen DC-Systeme einen Hybrid-Wechselrichter, welcher sowohl den Strom der Solarmodule als auch den Strom aus der Batterie in den, im Haushalt nutzbaren, Wechselstrom umwandeln kann.
Da der Strom bei diesem Vorgang nur einmal umgewandelt werden muss, entstehen sehr geringe Wandlungsverluste, wodurch das System äußerst effizient wird.
Allerdings eignen sich DC-Speicher oftmals nur für Neuinstallationen, da bei bestehenden PV-Anlagen in den meisten Fällen kein Hybrid-Wechselrichter angeschlossen ist, wodurch die Möglichkeit eines Direktanschlusses an den Speicher entfällt.
Vorteile
- Geringe Wandlungsverluste
- Hohe Effizienz
- Geringer Platzaufwand
- Weniger aufwändige Installation
- Nur wenige Komponenten nötig
- notstromfähig
Nachteile
- Nur bei Neuinstallationen geeignet
- Hybrid-Wechselrichter ist notwendig
- Aufwändige Nachrüstung
- Speicher und Hybrid-Wechselrichter müssen zwangsläufig nebeneinander platziert sein
Wie funktioniert ein Wechselstrom-Speicher?
Der Wechselstrom-Speicher (AC-Speicher) wird nach dem Wechselrichter, separat von der Solaranlage, an der Wechselstromseite (AC) der Hausinstallation angeschlossen. Somit kann Strom vom Wechselrichter aus entweder direkt in den Hausstromkreislauf fließen oder aber in der Batterie gespeichert werden. Hierfür besitzt der AC-Speicher einen eigenen Batterie-Wechselrichter, der den Strom zum Laden und Entladen der Batterie umwandeln kann.
Der dort eingespeiste Wechselstrom wird entnommen und wieder in Gleichstrom umgewandelt, um damit die Batterien zu laden. Bei Entladung des Speichers wird dieser Gleichstrom wieder in Wechselstrom umgewandelt.
Durch den Anschluss an der Wechselstromseite, funktionieren AC-Speicher unabhängig von der bestehenden PV-Anlage, wodurch sie sich sehr gut zum Nachrüsten eignen. Aber auch bei Neuinstallationen können sie problemlos zum Einsatz kommen.
Allerdings geht das System mit relativ hohen Wandlungsverlusten einher, da der Strom insgesamt drei Mal umgewandelt werden muss und mit jeder Umwandlung ein Stromverlust von etwa 2% entsteht.
Durch den zusätzlich benötigten Wechselrichter sind AC-Speicher außerdem teurer in der Anschaffung.
Vorteile
- einfache Nachrüstung
- sowohl für bestehende PV-Anlagen als auch für Neuinstallationen geeignet
- hat eigenen Batteriewechselrichter
Nachteile
- größere Umwandlungsverluste durch mehrfache Umwandlung
- höhere Anschaffungskosten
AC oder DC – Was ist besser?
Da Gleichstrom-Speicher (DC) deutlich effizienter arbeiten und sich unnötiges Umwandeln von Strom gespart wird, gelten sie als das bessere System und sind bei Neuinstallationen die erste Wahl.
Da das Nachrüsten bei bestehenden Photovoltaikanlagen jedoch ziemlich aufwändig ist, ist in diesem Fall der Wechselstrom-Speicher (AC) die bessere Option. Denn durch die Unabhängigkeit vom restlichen PV-System kann er relativ einfach und günstig nachgerüstet werden. Allerdings müssen Besitzer durch die häufige Umwandlung zwischen Gleichstrom und Wechselstrom höhere Einbußen in Kauf nehmen.