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Autoren
OldBo
12.01.2025
Zunehmend werden Stromspeicher in eine Photovoltaikanlage integriert. Dadurch kann der erzeugten Solarstrom in größeren Mengen selbst verbraucht werden.
Die sonnenBatterie – unsere Stromspeicherlösung für Ihr Zuhause
 Die sonnenBatterie – unsere Stromspeicherlösung für Ihr Zuhause
Quelle: sonnen GmbH
Autarkiegrad der Stromversorgung eines Gebäudes
 Autarkiegrad der Stromversorgung eines Gebäudes
Quelle: Patrick Jüttemann

Der Ausbau von Windkraft- und Solaranlagen wird mit Hochdruck vorangetrieben. Und damit das Stromsystem auch in Zukunft sicher und flexibel bleibt, sind neben dem Netzausbau auch leistungsfähige Speicherlösungen notwendig. Denn wenn mehr grüner Strom erzeugt als aktuell benötigt wird, greifen Netzbetreiber ein und nehmen Wind- und Photovoltaikanlagen vom Netz. Sie stabilisieren so das Stromnetz und sorgen für einen Ausgleich zwischen Erzeugung und Nachfrage. Aber es geht auch grüne Energie verloren. Mit einer ausreichenden Anzahl von Speichern könnten Netzbetreiber Windkraft- und Photovoltaikanlagen bei temporär zu hoher Stromproduktion häufiger am Netz lassen. "Überproduzierter" Strom würde einfach "eingelagert“ und bei Bedarf aufgebraucht werden.

Solarstrom aus Photovoltaik-Anlagen kann und muss effizient gespeichert werden, denn die Sonne scheint nicht 24 Stunden am Tag. Doch mittags gibt es Solarstrom im Überfluss, wenn nur eine geringe Nutzung der Elektrizität vorhanden ist, sodass die öffentlichen Stromnetze schon an ihre Grenzen stoßen können. Batteriespeicher und passende Energiemanagement-Systeme bieten hier einen effizienten Lösungsansatz. Zu den besonders leistungsstarken Kurzzeitspeichern zählen Batterien.

Zunehmend werden Stromspeicher in eine Photovoltaikanlage und Mikrowindkraftanlagen integriert. Dadurch kann der erzeugten Solarstrom in größeren Mengen selbst verbraucht werden. Die eingesetzte  Speichertechnologie kann durch die Materialien Blei oder Lithium erfolgen. Die Stromspeicher laden grundsätzlich nur Gleichstrom und kann zwischen den Modulen und Wechselrichter im Gleichstromkreis angeschlossen werden. Bei einer Nachrüstung wird der Speicher auch hinter dem Wechselrichter im Wechselstromkreis eingesetzt. Dann hat der Speicher einen eigenen Batteriewechselrichter, der den Strom zum Laden noch einmal umwandelt.

Wenn ein Stromspeicher geplant ist, dann sollte dieser eine zukunftsfähige Ausstattung haben, damit er bei einer Systemerweiterung flexibel ist. Ein Stromspeicher kann umfangreiche Aufgaben des Energiemanagements erfüllen, was aber davon abhängt, welche Schnittstellen und Kommunikationsprotokolle das Gerät unterstützt. Wichtig ist auch, dass offene Standards und herstellerübergreifende Lösungen eingebunden werden können. Die Möglichkeit der modularen Erweiterung mit zusätzlichen Speicherblöcken sollte möglich sein.
Der Käufer eines Stromspeichers sollte überlegen, welche Aufgaben zur Zeit und in Zukunft anstehen:

Anschluss einer Mini-PV-Anlage oder Photovoltaikanlage
Anschluss einer Klein- bzw. Mikrowindkraftanlage
Integration einer Wärmepumpe
Wärmeerzeugung durch Solar- und Windstrom per Heizstab
Integration einer Ladestation für ein E-Auto (Vehicle-to-Home (V2H)
Steuerung von Heizungs- und Lüftungselementen
Hausautomatisierung - Smart-Home (Sicherheitssystemen, Waschmaschine, Spülmaschine, Eisschrank)
Teilnahme an zukünftigen Regelenergiemärkten

Sonnenbatterie
Sonnenbatterie
 Sonnenbatterie
Quelle: PROSOL Invest Deutschland GmbH

Wenn die Energiewende gelingen soll, dann werden kostengünstige, leistungsfähige Stromspeicher benötigt, die den aus erneuerbaren Energiequellen gewonnenen Strom dezentral speichern können und bei Bedarf wieder abgeben. Eine Möglichkeit, neben den zentralen Speichern (z. B. Pumpspeicherkraftwerk), sind neuentwickelte Sonnenbatterien (Akkus). Mit diesen können der selbst erzeugte Strom aus Photovoltaik- oder Kleinwindkraftanlagen, BHKW's, Mini-Wasserkraft- oder Biogasanlagen gespeichert werden.

Bei einem Blackout können die zur Zeit vorhandenen Stromspeicher nur für einige Stunden genügend Strom zur Verfügung stellen.

Die Anlage kann in jedes Hausnetz mit 3-Phasen und 230 V Wechselspannung integrieren werden.
Sie basiert auf neuester Lithium-Technologie, die auch bei modernen Elektroautos zum Einsatz kommt. Alle Batteriezellen werden einzeln überwacht und gesteuert. Die Speicherkapazität der Sonnenbatterie reicht von 8 bis 17 kWh. Die zusätzliche Anreicherung mit Yttrium verlängert die Lebenszeit der Batteriezellen.

Die Firma Tesla will unter dem Namen "Powerwall" zwei Akku-Modelle mit Kapazitäten von 7 kWh pro Tages- oder 10 kWh pro Wochenzyklus anbieten. Die 18 Zentimeter dicken Stromspeicher können an der Hauswand installiert werden. Diese Batteriespeicher sind besonders für private Haushalte und mittelständische Unternehmen geeignet.

Mit den Akkus können nicht nur selbst erzeugter Solarstrom gespeichert, sondern es kann bei Tag- und Nachtstromtarifen oder auch bei variableren Preismodellen Strom zum Aufladen gekauft werden, wenn er besonders günstig ist. Solche Tarife sollen im Rahmen des Smart-Grids eingeführt werden.

Second Life Batterie
Second-Life-Batterienutzung
 Second-Life-Batterienutzung
Quelle: Sebastian Schaal, electrive.net

Als "Second Life" wird die "Wiederverwendung" von gebrauchten Akkumulatoren bezeichnet. Meist wird dies mit einer "Umwidmung" kombiniert, da die Batterien z. B. aus Elektrofahrzeugen stammen und im zweiten Leben in stationären Anlagen zur Speicherung elektrischer Energie eingesetzt werden.

Bei den derzeitigen kostspieligen Recyclingverfahren lohnt sich eine Weiterverwendung der Batterien. Außerdem können die ausgemusterten E-Auto-Akkus immer noch eine beträchtliche Menge an Energie speichern. Das gilt vor allem dann, wenn man mehrere von ihnen zu einem großen, stationären Stromspeicher zusammenschaltet. Diese können beispielsweise Strom aus Photovoltaik-Freiflächenanlagen und Windparks sowie Haus-PV-Anlagen speichern und fungieren als "Puffer" zwischen Erzeugung und Verbrauch.

Die Second Life Batterien helfen die erneuerbaren Energien ins Stromnetz zu integrieren und sorgen für eine sichere Energieversorgung, auch dann, wenn Sonne und Wind (Dunkelflaute) mal Pause machen.

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