Wenn du überlegst, welche Größe dein Photovoltaik-Speicher haben sollte, stehst du vor einer wichtigen Entscheidung, die sowohl die Effizienz deiner Solaranlage als auch deine Ausgaben betrifft. Wir zeigen dir wie du die optimale Größe für deinen Stromspeicher berechnen kannst.
Viele Ratgeber im Internet bieten unterschiedlichste Faustregeln für die Bestimmung der idealen Speichergröße an, die jedoch oft zu einer Überdimensionierung führen. In diesem Blogbeitrag wollen wir dir zeigen, warum das so ist, und dir praktische Tipps an die Hand geben, wie du die optimale Größe für deinen PV-Speicher berechnen kannst.
Das Wichtigste zuerst: Richtige Stromspeicher-Größe berechnen
Die Wahl der richtigen Größe für deinen PV-Speicher ist entscheidend, um die Effizienz und Wirtschaftlichkeit deiner Solaranlage zu maximieren. Hier sind die wichtigsten Punkte, die du berücksichtigen solltest:
Auf einfache Faustformeln besser verzichten: Das Finden der richtigen Speichergröße für eine PV-Anlage ist ein sehr komplexes Thema, da helfen einfache Faustformeln in der Regel nicht wirklich weiter. Die meisten Faustregeln führen nämlich zu einer Überdimensionierung des Batteriespeichers.
Lieber zu klein als zu groß: Ein zu großer Speicher führt im Winter zu ungenutzter Kapazität und im Sommer zu suboptimaler Auslastung. Dies erhöht die Kosten pro gespeicherter Kilowattstunde ohne zusätzlichen Nutzen.
Für eine wirtschaftlich sinnvolle Entscheidung sind die Investitionskosten und die Auslastung des Speichers die wichtigsten Kaufkriterien:
Angebote vergleichen: Über die Portale Solaranlagen-Portal und Musterhaus erhältst du in wenigen Schritten mehrere Angebote von PV-Installateuren aus deiner Region:
Mindestens 250 Be- und Entladezyklen pro Jahr: Um eine effiziente Nutzung deines Batteriespeichers zu gewährleisten, solltest du auf eine hohe Auslastung achten und der Speicher sollte mindestens 250 Mal pro Jahr vollständig be- und entladen werden.
Erweiterbarkeit und Flexibilität: Einige Speichersysteme bieten die Möglichkeit zur späteren Erweiterung. Dies kann eine gute Option sein, um mit deinem sich ändernden Energiebedarf Schritt zu halten.
Indem du diese Punkte berücksichtigst, kannst du sicherstellen, dass du die optimale Speichergröße für deine PV-Anlage wählst, die deinen Bedürfnissen entspricht und gleichzeitig die Effizienz und Wirtschaftlichkeit deines Systems maximiert.
Das war die Kurzfassung. Wenn du mehr zum warum und wie zur optimalen Speichergröße für deine PV-Anlage erfahren möchtest, lies im Weiteren den ausführlichen Beitrag. Wenn du nur lesen möchtest, welches der zielführendste Ansatz ist, um die optimale Stromspeicher-Größe zu berechnen, springe gleich zum relevanten Abschnitt.
Brauchst du überhaupt einen Stromspeicher?
Prüfe genau, ob sich ein Solarstromspeicher für dich lohnt. Wir haben uns in einem anderen Blogbeitrag mit dem Thema Lohnt sich ein PV-Speicher (bzw. wann nicht) ausführlich beschäftigt.
Warum sind viele online zu findende Faustregeln zur Photovoltaik-Speicher-Größe irreführend?
Der Grund ist einfach: Viele dieser Regeln zum Berechnen der Solarspeicher-Größe berücksichtigen nicht deine individuellen Bedürfnisse und Verbrauchsgewohnheiten. Sie neigen dazu, eine zu große Speicherlösung zu empfehlen, was deine Anschaffungskosten unnötig in die Höhe treibt, ohne dass du dafür einen angemessenen Gegenwert in Form von höherem Eigenverbrauch oder größerer Unabhängigkeit bekommst.
Welche Faustformeln zum Berechnen der PV-Speicher-Größe findet man typischerweise online?
Es gibt verschiedene, weit verbreitete Faustformeln zum PV-Speicher-Größe berechnen:
Verhältnis von Anlagenleistung zu Speicherkapazität von 0,9 bis 1,6: In Ratgebern findet man häufig die Empfehlung, dass die Größe deines Stromspeichers etwa der 0,9- bis 1,6-fachen Leistung deiner Anlagenkapazität in Kilowatt-Peak (kWp) entsprechen sollte. Das heißt, bei einer PV-Anlage von 10 kWp läge die empfohlene Speicherkapazität zwischen 9 kWh und 16 kWh.
1:1-Verhältnis von Anlagenleistung zu Speicherkapazität: Als Faustformel und Richtwert für dein Eigenheim hat sich etabliert, dass die Größe deines Stromspeichers etwa einer Kilowattstunde pro Kilowatt Peak deiner Anlagenleistung entsprechen sollte. Das bedeutet: Speicherkapazität = 1 kWh pro 1 kWp Anlagenleistung.
Speichergröße basierend auf dem jährlichen Stromverbrauch: Eine weitere gängige Faustformel besagt, dass die Kapazität des Batteriespeichers etwa 1 kWh pro 1.000 kWh Jahresstromverbrauch betragen sollte. Bei einem jährlichen Stromverbrauch von 4.000 kWh würde dies beispielsweise einen 4 kWh Speicher bedeuten.
Gerade die ersten beiden Faustformeln führen häufig zu einer Überdimensionierung des Photovoltaik-Speichers.
Beste Faustformel: Wie groß sollte mein Stromspeicher für meine PV-Anlage sein?
Wie bereits geschrieben führen die Faustregeln häufig in die falsche Richtung bzw. zur Überdimensionierung eines Batteriespeichers einer PV-Anlage. Die aus unserer Sicht beste Faustregel ist, etwa 1 kWh Speicherkapazität pro 1.000 kWh deines Haushaltsstromverbrauchs zu planen. Diese Regelung hilft dir, eine effiziente Auslastung des Speichers zu gewährleisten und gleichzeitig eine Überdimensionierung zu vermeiden. (Das ist auch eine Empfehlung der Verbraucherzentrale Rheinland-Pfalz.)
Was ist das Problem, wenn die Photovoltaik-Speicher-Größe falsch dimensioniert wurde?
Am besten werden die Probleme mit einer überdimensionierten Photovoltaik-Speicher-Größe veranschaulicht indem man die Situation im Winter und im Sommer betrachtet.
Was ist das Problem bei einem zu großen Speicher im Winter?
Zudem erhöhen sich die Kosten pro gespeicherte Kilowattstunde, da die Investitions- und Wartungskosten des Speichers auf weniger genutzte Kapazität verteilt werden müssen. Kurz gesagt, ein zu großer Speicher wird im Winter selten voll ausgelastet, was die Wirtschaftlichkeit und Effizienz des Speichers negativ beeinflusst.
Und was ist das Problem im Sommer?
Im Sommer kann das Problem bei einem zu großen Batteriespeicher darin bestehen, dass zwar ausreichend Solarstrom produziert wird, um den Speicher vollständig zu laden, der Speicher jedoch so groß dimensioniert ist, dass er nicht regelmäßig vollständig entladen wird. Dies hat mehrere Nachteile:
Suboptimale Auslastung: Ein Speicher, der nicht regelmäßig bis zu einem niedrigen Ladestand entladen wird, wird nicht optimal genutzt. Dies kann die Lebensdauer des Speichers negativ beeinflussen, da viele Batterietechnologien von regelmäßigen Lade- und Entladezyklen profitieren.
Verringerte Wirtschaftlichkeit: Die Kosten pro gespeicherter Kilowattstunde steigen, wenn der Speicher selten vollständig entladen wird. Die Investitions- und Betriebskosten verteilen sich dann auf eine geringere Menge an tatsächlich genutzter Energie, was die Gesamtwirtschaftlichkeit der Anlage verringert.
Energieverluste: Batteriespeicher haben bei der Umwandlung von Gleichstrom in speicherbaren Strom und zurück in nutzbaren Wechselstrom einen gewissen Energieverlust. Wenn ein großer Teil der Energie nur gespeichert und nicht genutzt wird, führen diese Verluste zu einer geringeren Effizienz des gesamten Systems.
Zusammengefasst lässt sich sagen:: Das Problem liegt also an einer unzureichenden Auslastung.
Beispiel für die Auswirkungen einer zu großen Dimensionierung eines Photovoltaik-Speichers
Bei einer 10 kWp Photovoltaikanlage wird aufgrund der oben genannten Faustformel häufig ein 10 kWh Batteriespeicher gewählt. Dass das in vielen Fällen keinen Sinn macht, zeigt folgende Grafik bzw. folgendes Beispiel der Verbraucherzentrale Rheinland-Pfalz:
Wenn der jährliche Stromverbrauch einer 4-köpfigen Familie wie im Beispiel nur bei 4.000 kWh liegt, zeigt die Grafik eindrucksvoll, welche Photovoltaik-Speicher-Größen sinnvoll sind und welche nicht.
Warum ist das so? Bei der 4-köpfigen Familie im Beispiel mit 4.000 kWh Verbrauch, die sich einen 10 kWh-Speicher andrehen lassen hat, treten sowohl im Sommer als auch im Winter spezifische Probleme auf.
Auswirkungen im Sommer:
Überschüssige Produktion: Die PV-Anlage kann im Sommer erhebliche Mengen an Strom produzieren, oft mehr als sofort verbraucht oder sogar in einem 10 kWh Speicher gespeichert werden kann. Dies führt dazu, dass der Speicher schnell voll ist und der überschüssige Strom ins Netz eingespeist werden muss..
Keine vollständige Entladung über Nacht
Am nächsten Tag noch schneller vollgeladen, da noch Restkapazitäten vom Vortag vorhanden sind.
Auswirkungen im Winter:
Reduzierte PV-Produktion: In den Wintermonaten produziert die PV-Anlage weniger Strom, was an den meisten Tagen dazu führt, dass der 10 kWh Speicher nicht vollständig geladen wird.
Eingeschränkte Verfügbarkeit gespeicherter Energie: Es besteht die Gefahr, dass der Speicher nicht genug Energie bereitstellen kann, um den Bedarf in Zeiten zu decken, in denen keine oder nur geringe Solarerträge vorhanden sind. Dies kann paradoxerweise trotz der Überdimensionierung zu einem erhöhten Bezug von Netzstrom führen.
Fazit: Die Kosten für einen 10 kWh Speicher sind erheblich, und bei einem Jahresverbrauch von nur 4.000 kWh dauert es lange, bis sich diese Investition für die Familie amortisiert hat. Der Speicher wird viele Tage im Jahr nicht vollständig genutzt, was die Kosten pro gespeicherter und genutzter Kilowattstunde erhöht.
Warum ist ein zu großer PV-Speicher alles andere als nachhaltig?
Ein zu großer PV-Speicher ist aus ökonomischer und ökologischer Sicht nachteilig, da er die Prinzipien der Nachhaltigkeit in mehrerer Hinsicht untergräbt:
Ökonomische Perspektive:
Höhere Kosten: Die Anschaffung eines überdimensionierten Speichers führt zu unnötig hohen Initialkosten, die den finanziellen Rahmen sprengen können. Da ein größerer Teil der Investition nicht aktiv zur Energieversorgung beiträgt, verschlechtert sich die Kosten-Nutzen-Rechnung.
Suboptimale Amortisation: Ein überdimensionierter Speicher wird nicht vollständig genutzt, was bedeutet, dass die Amortisationszeit länger ist. Die Kapitalbindung ohne entsprechende Rendite in Form von Energieeinsparungen oder Netzunabhängigkeit ist aus ökonomischer Sicht ineffizient.
Energieverluste: Batteriespeicher verlieren bei jedem Lade- und Entladezyklus Energie. Ein größerer, aber nicht vollständig genutzter Speicher erhöht die relativen Verluste, ohne einen Mehrwert zu bieten.
Ökologische Perspektive:
Ressourcenverbrauch: Die Herstellung von Batteriespeichern, insbesondere die Gewinnung von wertvollen Rohstoffen wie Lithium, Kobalt und Nickel, ist ressourcenintensiv und hat erhebliche Umweltauswirkungen. Ein überdimensionierter Speicher bindet diese Ressourcen unnötig und verhindert ihren effizienten Einsatz an anderer Stelle.
Energieaufwand für Produktion: Der Produktionsprozess von Batteriespeichern ist energieintensiv. Die Energie, die für die Herstellung eines zu großen Speichers aufgewendet wird, steht in keinem Verhältnis zu seinem tatsächlichen Nutzen, was die CO2-Bilanz der PV-Anlage verschlechtert.
Lebenszyklus und Entsorgung: Die Lebensdauer von Batteriespeichern ist begrenzt. Nach einigen Jahren müssen sie ersetzt oder recycelt werden. Ein überdimensionierter Speicher führt zu einem unnötig frühen Bedarf an Neuanschaffungen und belastet die Entsorgungs- und Recyclingprozesse zusätzlich.
Ein zu großer PV-Speicher widerspricht den Prinzipien der Nachhaltigkeit, da er sowohl ökonomisch als auch ökologisch ineffizient ist. Ökonomisch führt er zu unnötigen Ausgaben und einer schlechten Kapitalrendite. Ökologisch resultiert er in einem übermäßigen Verbrauch wertvoller Ressourcen und einer erhöhten Umweltbelastung durch seine Produktion und Entsorgung. Eine sorgfältige Dimensionierung, die den tatsächlichen Bedürfnissen entspricht, ist daher essenziell, um die Vorteile von PV-Speichern nachhaltig zu nutzen.
Was sind die wichtigsten Einflussfaktoren für die Wahl der optimalen Speichergröße für eine PV-Anlage?
Die Größe des Batteriespeichers deiner Photovoltaikanlage hängt in erster Linie von zwei Schlüsselfaktoren ab, die sorgfältig berücksichtigt werden müssen, um eine effiziente und kostengünstige Lösung zu finden:
Anschaffungskosten: Die Kosten pro gespeicherter kWh sollten im Verhältnis zum Nutzen stehen. Eine zu große Anlage kann die Amortisationszeit verlängern und die Wirtschaftlichkeit mindern.
Auslastung: Die Auslastung des Speichers ist ein zentraler Faktor für die Effizienz und Wirtschaftlichkeit des Systems. Ein zu groß dimensionierter Speicher wird nicht optimal genutzt, was die Effizienz des gesamten Systems senkt. Eine gute Auslastung sorgt dafür, dass der Speicher regelmäßig geladen und entladen wird, was zur Lebensdauer des Speichers beiträgt und sicherstellt, dass die investierten Ressourcen – sowohl finanziell als auch in Bezug auf die verwendeten Rohstoffe – effizient genutzt werden.
Dass diese beiden Punkte bei der Wahl der richtigen PV-Speicher-Größe wichtig sind, zeigt die Verbraucherzentrale Rheinland-Pfalz in folgender Tabelle:
Die in der Tabelle dargestellten Kosten für gespeicherten Strom veranschaulichen, dass sich Einsparungen vor allem dann ergeben, wenn der Strom aus in der Anschaffung kostengünstigen Speichersystemen stammt, die zudem eine hohe Auslastung aufweisen.
Obwohl größere Speicher pro Kilowattstunde Kapazität häufig preiswerter sind als kleinere Einheiten, kann eine geringere Auslastung dazu führen, dass die effektiven Kosten pro Kilowattstunde gespeicherten Stroms letztendlich höher sind als bei einem direkten Bezug aus dem Stromnetz.
Was ist eine optimale Auslastung des PV-Speichers?
Eine optimale Auslastung eines Batteriespeichers bedeutet, dass die gesamte Speicherkapazität effektiv genutzt wird, um den Eigenverbrauch des selbst erzeugten Solarstroms zu maximieren und die Abhängigkeit vom Stromnetz zu minimieren.
Dies wird erreicht, indem die Größe des Speichers genau auf die Stromproduktion der PV-Anlage und den Stromverbrauch des Haushalts abgestimmt ist. Hier sind einige Kriterien für eine optimale Auslastung:
Hohe Be- und Entladezyklenanzahl: Der Speicher sollte so oft wie möglich geladen und entladen werden. Die "Zyklenanzahl" bezieht sich darauf, wie oft der Speicher komplett geladen und wieder entladen wird. Eine hohe Be- und Entladezyklenanzahl zeigt eine gute Nutzung der Speicherkapazität an.
Ausgeglichene Ladezustände: Ideal ist ein ausgeglichener Ladezustand über den Tag, das heißt, der Speicher wird tagsüber durch Solarstrom geladen und nachts oder bei Bedarf entladen. So wird der Speicher täglich genutzt, statt ungenutzt vollgeladen zu bleiben.
Wodurch wird die Auslastung beeinflusst?
Die Auslastung eines Batteriespeichers wird durch mehrere Faktoren beeinflusst, die sowohl mit der Erzeugung als auch mit dem Verbrauch von Energie zusammenhängen:
Größe der PV-Anlage: Eine größere Anlage erzeugt mehr Energie, was zu mehr Gelegenheiten zum Laden des Speichers führen kann, vorausgesetzt, es wird nicht mehr Energie erzeugt als verbraucht werden kann.
Stromverbrauch des Haushalts: Wie viel Energie du verbrauchst und vor allem wann, beeinflusst, wie oft und wie stark der Speicher geladen und entladen wird.
Tageszeitliche Verbrauchsmuster: Verbrauchst du hauptsächlich Energie, wenn die Sonne nicht scheint, kann ein Speicher dazu beitragen, die Energie bis zur Nutzung zu speichern, was die Auslastung erhöht.
Wetterbedingungen: Sonnige Tage führen zu mehr PV-Erzeugung und damit zu höheren Ladezyklen, wohingegen bewölkte Tage das Gegenteil bewirken können.
Energiemanagementsysteme: Intelligente Systeme, die den Energieverbrauch steuern und optimieren, können die Auslastung eines Speichers verbessern, indem sie dafür sorgen, dass er regelmäßig geladen und entladen wird.
Lebensdauer und Effizienz des Speichers: Die technischen Spezifikationen des Speichers, wie die maximale Anzahl an Ladezyklen und die Effizienz bei der Umwandlung und Speicherung von Energie, beeinflussen ebenfalls die Auslastung.
Wie viele Ladezyklen sollten pro Jahr erreicht werden?
Um eine effiziente Nutzung deines Batteriespeichers zu gewährleisten, solltest du auf eine hohe Auslastung achten. Eine optimale Auslastung ist laut Verbraucherzentrale Rheinland-Pfalz dann gegeben, wenn der Speicher mindestens 250 Mal im Jahr vollständig geladen und wieder entladen wird. Das bedeutet, der Speicher sollte durchschnittlich fast täglich einen vollständigen Ladezyklus erfahren.
Diese regelmäßige Nutzung hilft, die Leistungsfähigkeit des Speichers zu erhalten und maximiert die Wirtschaftlichkeit, indem sie die Kosten pro gespeicherter und genutzter Kilowattstunde senkt. Es ist ein wichtiger Faktor für die Langlebigkeit des Speichers und sorgt dafür, dass die in der Batterietechnologie verwendeten wertvollen Rohstoffe, wie zum Beispiel Lithium, effizient genutzt werden.
Unser Ansatz zum Berechnen der optimalen PV-Speicher-Größe
Zugegeben: Das alles ist recht theoretisch, und hilft dir in der Praxis kaum weiter beim Stromspeicher-Größe berechnen. Daher haben wir abschließend noch eine einfach umzusetzende Idee für dich (sie eignet sich auch für all diejenigen, die einen Photovoltaik-Speicher nachrüsten wollen und die richtige Größe bestimmen wollen).
Wir haben einen ganz anderen Ansatz als eine Faustformel zum Berechnen unserer PV-Speicher-Größe gewählt. Diesen beschreiben wir im Folgenden:
Schritt 1: Starte mit einem klein dimensionierten, aber erweiterbaren Speicher
Beginne mit einem Speichersystem, das zwar deine grundlegenden Bedürfnisse erfüllt, aber nicht deine maximale mögliche Speicherkapazität darstellt. Achte darauf, dass das System modular ist, damit es später ohne großen Aufwand erweitert werden kann.
Was brauchst du konkret? Schaue in welchen Stufen dein Speicher erweitert werden kann. Bei uns sind es (leider nur) 5kWh-Schritte.
Schritt 2: Analyse deiner Verbrauchs-, Ertrags- und Ladekurven
Nutze deinen Wechselrichter und die zugehörige App, um detaillierte Daten über deinen Stromverbrauch, die PV-Erträge und die Lade- und Entladezyklen deines Speichers über den Zeitraum von einem Jahr zu sammeln. Diese Daten sind essentiell, um ein klares Bild von deinem Energieprofil und dem tatsächlichen Nutzen des Speichers zu bekommen.
Welche Daten brauchst du konkret? Zähle die Tage an denen du mindestens so viel Strom wie die erweiterbare Speichergröße ins Netz einspeist und Nachts wieder vom Netz beziehst. In unserem Fall sind das also die Anzahl der Tage, an denen wir tagsüber mindestens 5 kWh ins Netz einspeisen und Nachts wieder 5 kWh Strom vom Netz beziehen. (Ob du die die nutzbare Speicherkapazität oder wie wir - der Einfachheit halber - die technische Speicherkapazität nutzt, bleibt dir überlassen).
Schritt 3: Berechne das jährliche Einsparpotential durch einen erweiterten Speicher
Werte deine gesammelten Daten aus, um zu berechnen, wie viel zusätzlichen Strom du speichern könntest, wenn dein Speicher größer wäre.
Was musst du berechnen? Multipliziere die zusätzlichen kWh für den theoretisch zu erweiternden Speicher (in unserem Fall 5kWh) mit der Differenz aus kWh-Strompreis (in unserem Fall ca. 28 Cent) und Einspeisevergütung (in unserem Fall ca. 8 Cent). Ergibt in unserem Fall 1 Euro (=5 kWh x (28 Cent-8 Cent)). Das wiederum musst du mit der Anzahl der Tage aus Schritt 2 multiplizieren. Dann hast du dein jährliches Einsparpotential durch zusätzliche Speicherkapazität.
Schritt 4: Hol Angebote für die Erweiterung des Speichers ein
Wenn die Datenanalyse zeigt, dass ein größerer Speicher wirtschaftlich sinnvoll sein könnte, kontaktiere PV-Installateure, um Angebote für die Erweiterung deines Systems einzuholen (Tipp: Mehrere Angebote von PV-Installateuren aus deiner Region erhältst du über das Solaranlagen-Portal und Musterhaus) Vergleiche die Angebote nicht nur nach Preis, sondern auch nach Qualität, Garantiebedingungen und technischem Support.
Schritt 5: Berechne die Amortisationszeit und triff deine Entscheidung
Berechne die Amortisationszeit der Investition in die Speichererweiterung, indem du die zusätzlichen Einsparungen bei den Stromkosten den Anschaffungs- und Installationskosten gegenüberstellst. Berücksichtige auch zukünftige Strompreisentwicklungen und mögliche Veränderungen deines Stromverbrauchs.
Treffe deine Entscheidung auf Basis der berechneten Amortisationszeit. Ist sie innerhalb eines für dich akzeptablen Zeitraums, dann kann die Investition in die Speichererweiterung eine sinnvolle Maßnahme sein. Denke aber auch an ökologische Aspekte und an die Flexibilität, die eine Speichererweiterung mit sich bringen kann.
Durch diese methodische Herangehensweise kannst du sicherstellen, dass du eine fundierte Entscheidung für die Solarspeicher-Größe triffst, die auf realen Daten basiert und sowohl ökonomische als auch ökologische Vorteile berücksichtigt.
Zusammengefasst: 5 Schritte zur Berechnung der idealen PV-Speicher-Größe
In dieser Infografik fassen wir die 5 Schritte zur Berechnung der optimalen Photovoltaik-Speicher-Größe nochmal kompakt zusammen.
Fazit: Stromspeicher-Größe berechnen ist komplex
Das Berechnen der optimalen Größe deines PV-Speichers ist komplexer als man denkt. Leider machen es sich viele Installateure sehr einfach und beraten bei der Auswahl der Photovoltaik-Speicher-Größe schlecht.
