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Innovative Speichersysteme: Der Schlüssel zur Unabhängigkeit in der Solarenergie

2023-11-29

Innovative Speichersysteme: Der Schlüssel zur Unabhängigkeit in der Solarenergie

Bisher lag der Knackpunkt der Solarenergie in der Möglichkeit, nicht selbst genutzten Strom effizient speichern und so Dunkelflauten überbrücken zu können. Zunächst war dieses Feld etwas für Enthusiasten und Bastler, bis schließlich professionelle Anbieter auf den Markt drangen, die heute in der Lage sind, Batteriespeicher für Solarenergie zu liefern, die auch aus wirtschaftlicher Sicht einen Sinn ergeben.

Neben der privat genutzten Energie ist der Energiemarkt insgesamt auf der Suche nach effizienten und kostengünstigen Möglichkeiten zur Speicherung von Energie. Deshalb sind effiziente Speicherlösungen für Solarpanels für private wie auch für gewerbliche Nutzer gleichermaßen interessant. Im Folgenden liegt der Themenschwerpunkt auf privaten Batteriespeicherlösungen für Solaranlagen.

Überblick über aktuelle Speichertechnologien für Solaranlagen

Für private Anwender stehen aktuell die Lithium-Ionen-Speichertechnologie sowie die Blei-Gel-oder Blei-Säure-Technologie im Fokus. Die Blei-Säure beziehungsweise die Blei-Gel-Technologie ist älter und günstiger. Allerdings hat diese Technologie der Lithium-Ionen-Technologie gegenüber den Nachteil, dass die Energiedichte niedriger ist und die Anzahl der Ladezyklen geringer. Einzig der Preis spricht für die ältere Technologie. Zusammengefasst lässt sich sagen, dass ein Lithium-Ionen-Speicher der aktuellen Generation in der Lage ist, etwa 20 Jahre lang Strom zu speichern. Gegenüber der älteren Technik haben die Lithium-Ionen-Batterien zudem den Vorteil, dass sie leichter sind und es zu keiner Säurebildung kommen kann, da es sich um einen geschlossenen Kreislauf handelt. Während des Ladens werden bei der Blei-Säure- und der Blei-Gel-Batterie Säuren, Dämpfe und Gase freigesetzt.

Vorteile und Potenziale von Batteriespeichern in Solaranlagen

Der wichtigste Vorteil von Batteriespeichersystemen für Solaranlagen ist sicher die Möglichkeit der Speicherung von Strom in Zeiten, in denen die Solaranlage mehr Strom produziert als verbraucht wird. So kann der produzierte Strom zeitlich versetzt abgerufen werden, wenn zu wenig oder kein Strom produziert wird. Einzig die Dimensionierung der Anlage und das Verhältnis von Batteriespeicherkapazität und Leistung der Solaranlage entscheidet darüber, welcher Anteil am Gesamtstromverbrauch von der Solaranlage mit Batteriespeicher abgedeckt wird. Die Berechnung der Anlage sollte daher die Strompreise inklusive der erwartbaren Strompreisentwicklung sowie die Installationskosten der Anlage und den eigenen Strombedarf inklusive erwartbarer Anschaffungen in der Zukunft wie etwa ein Elektrofahrzeug oder eine Wärmepumpe berücksichtigen. Bringt man die einzelnen Komponenten ins Verhältnis, erhält man als Ergebnis die Rentabilität der Anlage sowie den Autarkiegrad.

Für viele Menschen ist der Autarkiegrad sehr wichtig, da dieser darüber entscheidet, wieviel Strom vom öffentlichen Netz hinzugekauft werden muss. Das Ziel der Bemühungen ist für viele die einhundertprozentige Autarkie. Allerdings ist diese mit der heutigen Technologie noch zu teuer, selbst bei den immer weiter steigenden Preisen. Der Grund dafür ist die vergleichsweise geringe Energieausbeute der Solaranlage in den kalten Monaten. Es wird davon ausgegangen, dass die Energieausbeute im Winterhalbjahr, Oktober bis März, etwa 25 Prozent der Jahresproduktion für traditionelle Systeme beträgt. Bei steilerem Gefälle kann dieser Wert tatsächlich um 30 Prozent schwanken. Eine hundertprozentige Autarkie ist allerdings auch nicht unbedingt notwendig, da eine solche Anlage unverhältnismäßig viel teurer wäre. Daher lohnt sich eine gut kalkulierte Anlage, die den Zusatzverbrauch über das öffentliche Stromnetz berücksichtigt.

Allerdings fallen die Preise sowohl für Solaranlagen als auch für Stromspeicher, sodass eine Steigerung des Autarkiegrades auf der Basis einer Rentabilitätsrechnung zunehmend attraktiver wird.

Fallstudie: Erfolgreiche Implementierung innovativer Speichersysteme

Das Fraunhofer Institut hat sich mit der Frage beschäftigt, ob die Implementierung von Speichersystemen in der Lage wäre, eine sichere und zuverlässige Stromversorgung zu gewährleisten. Ergänzt wurde diese Frage um die Voraussetzung, dass nur Strom aus erneuerbaren Energien verwendet werden dürfe. Das Ergebnis dieser Studie war, dass zwar eine umfangreiche und flächendeckende Installation von Stromspeichern notwendig wäre, das Ergebnis aber positiv ausfällt. Die Studie stellt zudem fest, dass für die Energiewende allerdings weitere Maßnahmen wichtig sind wie Wallboxen, Wärmepumpen und ein intelligentes Strommanagement. Grundsätzlich stehe dieser Wende allerdings nichts im Wege und fallende Preise in den Bereichen Solaranlagen und Batteriespeicher begünstigen den schnellen Wandel.

Zukunftsausblick: Wie Speichertechnologien die Energielandschaft verändern

Durch den enormen Zuwachs an Batteriespeichern im gewerblichen und privaten Bereich werden Batteriespeicher in der Solarenergie auch für die Hersteller immer interessanter. Laut der bereits zuvor angesprochenen Studie des Fraunhofer Instituts für Solare Energiesysteme ISE aus dem Jahr 2021 waren in Deutschland 326.048 Batteriespeicher installiert. Etwa ein Drittel davon wurde im Laufe des Jahres 2021 installiert. Der Trend zur Energieunabhängigkeit durch Solarspeicher ist unverkennbar und wird sich durch die Weiterentwicklungen auf dem Batteriespeichersektor, unter anderem durch die Ansprüche in der Elektromobilität, voraussichtlich deutlich ausweiten. Der überwiegende Teil der Solaranlagen mit Speicherlösung fiel dabei auf den privaten Bereich. Große Batteriespeicher mit einer Kapazität von mehr als 30 kWh machen bisher nur einen sehr kleinen Teil der jährlichen Zuwachsraten aus.

Sowohl private Haushalte wie auch gewerbliche Unternehmen und andere sind durch die Vorkommnisse der vergangenen Jahre, die sich auch auf die Energiepreise ausgewirkt haben, verunsichert und suchen nach Lösungen, um ihre Energiekosten planbar und verlässlicher gestalten zu können. Die Speichertechnologie für erneuerbare Energien bietet genau diese Lösungen.

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