Autarke Stromversorgung

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Energieautark im Eigenheim

(6. Oktober 2014) Wie sich Häuser fast ausschließlich mit vor Ort erzeugter Energie versorgen können, untersucht das Forschungsprojekt “Thermische Energiespeicher im Gebäude“ am Institut für Technische Gebäudeausrüstung der Fachhochschule Köln. Erste Ergebnisse haben Prof. Dr. Johannes Goeke und Prof. Dr. Ralph-Andreas Henne jetzt vorgestellt.

Sie haben einen hochdynamischen thermischen Speicher aus Phasenwechselmaterial entwickelt (englisch: Phase Change Materials, PCM). Er besteht aus einem Polypropylen-Tank mit 420 l Fassungsvermögen. Durch eine Basistemperatur von 58 Grad Celsius ist eine hygienekonforme Warmwasserbereitstellung sichergestellt. Der Speicher besitzt eine Kapazität von 42 kWh und kann bei einer Temperaturdifferenz zwischen Vorlauf- und Rücklauftemperatur von 10 Kelvin innerhalb von vier Stunden beladen werden. Der Wärmeverlust pro Tag beträgt zurzeit 0,7 kWh.

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Autarkie mit N-ERGIE

PV-Anlagenbetreiber für ein Pilotprojekt gesucht weiter lesen

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Sachsen

Eigenes Stromspeicher-Förderprogramm weiter lesen

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PV-Anlagen mit Batteriespeicher

Seit zwei Jahren sind sie das Top-Thema in der Branche und auf der im Juni wieder in München stattfindenden Messe Intersolar: Batteriespeicher für Photovoltaikanlagen. Ein neues Förderprogramm der KfW soll die Nachfrage beleben. Wir geben einen Überblick über Technik und Konditionen.

(17. Juni 2013) Seit die Einspeisevergütung niedriger ist als der Bezugspreis für Strom aus dem Netz, lohnt sich der Eigenverbrauch von Solarstrom immer mehr. Doch die Praxis zeigt, dass sich in einfachen Netzeinspeiseanlagen auf Einfamilienhäusern oft nur ein Viertel des Solarstroms direkt verbrauchen lässt. Nur tagsüber und hauptsächlich im Sommerhalbjahr produziert die Photovoltaik Strom. Viel Strom wird aber abends und im Winterhalbjahr verbraucht.

491 508 754 1520 2986 Thomas Seltmann

Thomas Seltmann ist unabhängiger Experte und Autor des Stiftung-Warentest-Ratgebers „Photovoltaik – Solarstrom vom Dach“.  www.photovoltaikratgeber.info

Maximierung der Eigenversorgung

Batteriespeicher sollen deshalb den Anteil des selbst verbrauchten Solarstroms mehr als verdoppeln.

Alle Photovoltaik-Systemanbieter haben inzwischen Batteriespeicher für Photovoltaikanlagen im Angebot. Der Markt beginnt bereits unübersichtlich zu werden. Nachdem im vergangenen Jahr die meisten Produkte in den Markt eingeführt wurden, rechnen die Hersteller in diesem Jahr mit dem Absatz von einigen Tausend Anlagen.

1520 2986 Blick in den Keller

Speichersystem für eine Photovoltaikanlage im Einfamilienhaus.  Quelle: E3DC

Zuschuss für Batteriespeicher

Anschieben soll den Verkauf ein seit längerem angekündigtes Förderprogramm, das im Mai gestartet wurde, ohne finanzielle Beteiligung des Bundes. Die KfW – Förderbank von Bund und Ländern – stellt selbst 25 Millionen Euro für Zuschüsse bereit. Wer in deren Genuss kommen will, muss den Batteriespeicher über ein KfW-Darlehen finanzieren und erhält dann einen
bis zu 30-prozentigen Zuschuss (Details siehe Checkliste).

Aufgrund des Volumens wird die Förderung für maximal 10.000 Anlagen in diesem Jahr reichen. Das ist nicht viel angesichts der 100.000 Photovoltaikanlagen, die im letzten Jahr in der entsprechenden Leistungsklasse (bis zehn Kilowatt Photovoltaikleistung) neu installiert wurden. Allein in den ersten drei Monaten dieses Jahres wurden fast 20.000 Anlagen gebaut, die mit einem bezuschussten Batteriesystem nachgerüstet werden könnten. Andererseits werden dem Betreiber eine Reihe unangenehmer Pflichten auferlegt.

Technische Unterschiede

Die einen Hersteller verwenden altbewährte Bleiakkus, die anderen setzen auf die neuen Lithium-Akkus. Geeignete Bleiakkus gibt es in guter Qualität schon lange zu kaufen und ein Recyclingkreislauf existiert. Nachteil: Die Speicherkapazität ist nur teilweise nutzbar. Lithiumakkus hingegen sind teuer und bisher für stationäre Anwendungen kaum zu haben. Dabei wären diese Akkus aus technischer Sicht für den Anwendungszweck ideal. Experten sehen Bleiakkus derzeit als günstige Übergangslösung bis die Industrie passende Lithiumakkus in Großserie kostengünstig produziert.

Je nach Nutzungskonzept, Solargeneratorleistung und Stromverbrauch empfehlen die Anbieter unterschiedliche Speichergrößen von zwei bis 20 Kilowattstunden Energieinhalt. Dabei beanspruchen die größten Blechgehäuse maximal den Platz einer Waschmaschine mit aufgestapeltem Wäschetrockner. Die meisten sind deutlich kleiner. Trotzdem sind bei der Unterbringung von Akkus im Keller zusätzliche Sicherheitsvorschriften zu beachten.

Meistens besteht das System aus einer Kombination von Akku, Ladeelektronik und Wechselrichter, der auch die Netzeinspeisung übernimmt. Diese Systeme mit Gleichstromkopplung lassen sich in der Regel nur in neuen Photovoltaikanlagen einsetzen. Systeme mit Wechselstromkopplung entnehmen den Solarstrom nach dem Wechselrichter und wandeln ihn zum Speichern wieder in Gleichstrom um. Diese Systeme lassen sich auch in bestehenden Photovoltaikanlagen nachrüsten.

1520 2986 Grafik Stromverbrauch, Erzeugung und Speicherung im Haushalt

So verläuft an einem sonnigen Tag die elekrische Leistung der PV-Erzeugung (blau), Verbrauch, Speicherung und Netzeinspeisung in einem Vierpersonen-Modellhaushalt mit 5,6 Kilowatt PV-Anlage und Akkuspeicher. Die Netzaustauschleistung (rot) schwankt in beide Richtungen. Quelle: SMA

Teure Unabhängigkeit

Die Speichersysteme für den Privathaushalt mit Photovoltaikanlage kosten derzeit etwa 6.000 bis 15.000 Euro. Manche Akkus müssen vermutlich nach spätestens zehn bis 15 Jahren zu einem Teil dieses Anschaffungspreises getauscht werden. Zu heutigen Preisen kostet die Speicherung -einer Kilowattstunde Solarstrom realistisch kalkuliert etwa 25 bis 50 Cent.

Konzipiert sind die Systeme so, dass der Anteil des direkt verbrauchten Solarstroms auf bis zu 80 Prozent steigt. Eine völlige Abkopplung vom Netz propagiert keiner der Anbieter. Speicher und Solargenerator müssten dazu vielfach überdimensioniert werden und gleichzeitig der Stromverbrauch des Haushalts deutlich reduziert werden. Kosten und Nutzen stehen dabei aus heutiger Sicht noch in keinem sinnvollen Verhältnis. Eine autarke und wenigstens teilweise Notversorgung bei Ausfall des Stromnetzes sollte obligatorisch sein, ist aber nicht bei allen Systemen vorgesehen.

Langjährige Praxiserfahrungen zur Zuverlässigkeit und zu den Betriebskosten gibt es bisher nicht, deshalb sind die Angaben der Hersteller und ihre Wirtschaftlichkeitsrechnungen kritisch zu betrachten. Es kursieren abenteuerliche Kalkulationen mit optimistischen Annahmen für die Akku-Lebensdauer und vermutlich unrealistischen Strompreissteigerungen.

Wirklich rechnen dürften sie sich erst, wenn die Solarstromkosten einschließlich Speichersystem unter die Bezugskosten für Strom aus dem Netz gefallen sind. Mittelfristig können Veränderungen in der Struktur der Bezugsstromtarife viele Wirtschaftlichkeitsrechnungen in Frage stellen. Unabhängig davon sind trotzdem viele Betreiber durchaus bereit, für eine hundertprozentig sichere Stromversorgung und die Freude an mehr Unabhängigkeit vom Versorger mehr Geld zu investieren.

Weiterführende Links:
Checkliste Förderprogramm Batteriespeicher
  • Die Förderung besteht in einem Tilgungszuschuss für die Kreditfinanzierung eines Photovoltaik-Batteriespeichers.
  • Gefördert werden Batteriespeicher für netzgekoppeltes Solarstromanlagen bis 30 Kilowatt, die ab Januar 2013 errichtet wurden, auch für die Nachrüstung.
  • Die Höhe des Zuschusses errechnet sich aus den Kosten des Batteriesystems und der Größe der Photovoltaikanlage: Pro Kilowatt Solarleistung gibt es maximal 600 Euro (bei Nachrüstung 660 Euro). Der Zuschuss beträgt höchstens 30 Prozent der Kosten des Batteriesystems.
  • Der Batteriespeicher muss mindestens fünf Jahre betrieben werden.
  • Die Einspeiseleistung der Photovoltaikanlage am Einspeisepunkt muss auf 60 Prozent der Spitzen-leistung begrenzt werden, und zwar für ihre gesamte Betriebsdauer, mindestens 20 Jahre.
  • Die Anlage muss weitere technische Vorgaben erfüllen, die durch Herstellernachweise zu belegen sind.
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