PV-Batteriespeicher kombinieren Photovoltaik-Module (Solarmodule) mit einem wiederaufladbaren Akku. Der tagsüber erzeugte Strom wird gespeichert und später genutzt, wenn die Module keinen Strom produzieren. Diese Kombination behebt eine grundlegende Einschränkung der Solarenergie: Die Module erzeugen nur Strom, solange die Sonne scheint, während die meisten Haushalte und Unternehmen abends den größten Teil des Stroms verbrauchen. In den folgenden Abschnitten erfahren Sie, was ein PV-Batteriespeicher ist, woraus er besteht, welche Spezifikationen wichtig sind und wie Sie feststellen können, ob er für Ihre Situation geeignet ist. Die Ermittlung der richtigen Akkugröße bzw. der Installationskosten für ein bestimmtes Objekt ist eine separate, projektbezogene Berechnung, die von Ihrem Lastprofil, den Stromtarifen und den örtlichen Vorschriften abhängt.
Was ist ein PV-Batteriespeicher und wie unterscheidet er sich von netzgekoppelten Solaranlagen?
Ein PV-Batteriespeicher ist eine Solaranlage mit einem zusätzlichen Speicher. Der Unterschied zu einem herkömmlichen netzgekoppelten System liegt darin, wohin der überschüssige Strom tagsüber fließt. Ein netzgekoppeltes System ohne Speicher speist überschüssigen Solarstrom ins Netz ein. Je nach Markt kann diese Einspeisung eine Vergütung, eine Einspeisevergütung, eine sehr geringe oder gar keine Vergütung einbringen, wenn die Einspeisung begrenzt ist. Ein PV-Batteriespeicher speichert diesen Überschuss zunächst für den Eigenverbrauch. Er kann auch ausgewählte Verbraucher bei einem Stromausfall versorgen, jedoch nur mit Wechselrichtern mit Backup-Funktion, Inselbetriebsschutz und einem geschützten Lastkreis. Ein Speicher allein garantiert keine Notstromversorgung. Der Wert der gespeicherten Energie hängt von der Differenz zwischen Ihren Einspeise- und Bezugspreisen ab. Prüfen Sie daher beides, bevor Sie davon ausgehen, dass sich ein Speicher amortisiert. Batteriespeichersystem PV-Batteriespeicher können ausschließlich aus dem Stromnetz geladen werden. Sie werden hauptsächlich mit Solarstrom geladen, viele Systeme können jedoch auch Strom aus dem Stromnetz beziehen, wenn Tarife und Vorschriften dies zulassen.
Der häufigste Irrtum: Ein größerer Akku ist nicht automatisch besser.
Die Batteriekapazität wird oft als Indikator für Einsparungen oder Notstromversorgung angesehen, doch der tatsächliche Nutzen hängt von der nutzbaren Kapazität, Ihrem täglichen Lastverlauf und der Betriebsweise der Batterie ab. Die angegebene Kilowattstundenzahl allein ist nicht ausschlaggebend. Wird ein System auf seine Nennkapazität ausgelegt, ohne die nutzbare Energie oder den täglichen Verbrauch zu berücksichtigen, erreicht es oft nur einen Teil seiner Kapazität. Die versprochenen Einsparungen bleiben aus. Die Temperatur ist ein weiterer, oft übersehener Faktor. Sowohl die Kapazität einer Batterie als auch die Anzahl der Ladezyklen sinken, wenn die Betriebstemperatur den optimalen Temperaturbereich der Zellen verlässt. Daher ist die Kühlung eines Systems genauso wichtig wie die Kapazität im Datenblatt. Die Auslegung auf Ihren tatsächlichen Lastverlauf, die Bestätigung der nutzbaren Kapazität und die Berücksichtigung der Temperatur liefern eine deutlich genauere Einschätzung als die Nennkapazität allein.
Die Hauptkomponenten eines PV-Batteriespeichersystems
Ein PV-Batteriespeichersystem besteht aus wenigen Kernkomponenten. Welche Hardware Sie benötigen, hängt davon ab, ob Sie bestehende Solarmodule nachrüsten oder das System komplett neu planen. Die Hauptkomponenten sind:
- Solaranlage (PV): Sie erzeugt Gleichstrom aus Sonnenlicht; ihre Größe bestimmt, wie viel Überschuss gespeichert werden kann.
- Wechselrichter oder Wechselrichter: Umwandlung zwischen dem Gleichstrom, den Solarmodule und Batterien verwenden, und dem Wechselstrom, den Haushaltsgeräte und das Stromnetz verwenden; Art und Anzahl hängen von der Kopplungskonfiguration ab.
- Batterie und Batteriemanagementsystem (BMS): Sie speichern Energie und schützen die Zellen durch Überwachung von Spannung, Stromstärke, Ladezustand und Temperatur.
- Wärmemanagement: hält die Zellen in einem sicheren, effizienten Temperaturbereich; kleinere Systeme verwenden passive Luftkühlung, größere oder heißere Systeme verwenden aktive Kühlung, typischerweise Flüssigkeitskühlung.
- Backup- und Steuerungshardware: Ein Inselbetriebsfähiger Wechselrichter, ein Backup-Gateway und ein geschütztes Lastpanel ermöglichen es dem System, ausgewählte Lasten während eines Stromausfalls zu betreiben, während die Steuerlogik entscheidet, wann geladen, entladen oder exportiert wird.
Da die nutzbare Kapazität und die Zyklenlebensdauer von der Temperatur abhängen, wird das Kühlverfahren an die Größe und den Einsatzbereich des Systems angepasst. Passive Luftkühlung eignet sich für die meisten Heimsysteme, während aktive Kühlung bei größeren Batterieschränken in warmen Umgebungen ihren Platz hat.
Wechselstromgekoppelte vs. gleichstromgekoppelte PV-Batteriespeicher
AC-gekoppelt und DC-gekoppelt beschreiben den Anschlusspunkt der Batterie. Die bessere Wahl hängt hauptsächlich davon ab, ob Sie einen Speicher nachrüsten oder die gesamte Anlage von Anfang an neu errichten. Bei einem DC-gekoppelten System wird die Batterie auf der DC-Seite angeschlossen und teilt sich einen Hybrid-Wechselrichter mit den Solarmodulen. Dies reduziert die Umwandlungsschritte und eignet sich für Neuinstallationen, erfordert jedoch Kompatibilität zwischen den PV-Strings, der Batteriespannung und dem Wechselrichter. Bei einem AC-gekoppelten System verfügt die Batterie über einen eigenen Wechselrichter auf der AC-Seite. Dadurch ist dies die praktische Möglichkeit, einen Speicher zu einer bereits bestehenden Solaranlage hinzuzufügen, auch in Häusern mit Mikro-Wechselrichtern. Der Kompromiss besteht zwischen Umwandlungseffizienz und einfacher Nachrüstung. Daher ist bei einer Nachrüstung in der Regel die AC-Kopplung vorteilhaft, während bei einem neuen, auf Effizienz ausgerichteten Bau die DC-Kopplung bevorzugt wird. Ein Installateur sollte die Wahl anhand Ihrer bestehenden Anlage überprüfen.
Was Sie vor der Auswahl eines PV-Batteriespeichers prüfen sollten
Die Wahl des richtigen PV-Batteriespeichers hängt von einigen Entscheidungen und Spezifikationen ab. Welche davon am wichtigsten sind, hängt davon ab, ob Sie Wert auf Einsparungen, Notstromversorgung oder beides legen. Bei der Dimensionierung für Einsparungen richtet sich die Berechnung danach, wie viel Überschussstrom Sie ansonsten günstig einspeisen könnten; bei der Dimensionierung für Notstromversorgung richtet sich die Berechnung danach, welche Verbraucher Sie bei einem Stromausfall versorgen müssen. Haushalte, die bereits den Großteil ihres Solarstroms selbst verbrauchen, profitieren weniger von einem Batteriespeicher. Zeitabhängige Stromtarife und Netzanschlussbedingungen beeinflussen die Berechnung ebenfalls, daher sollten Sie diese frühzeitig klären.
Beim Vergleich von Produkten sind einige wenige Spezifikationen wichtiger als die Nennleistung:
- Nutzbare Kapazität (kWh): Die tatsächlich nutzbare Energie ist wichtiger als die Nennkapazität.
- Auslauftiefe (DoD): Wie viel von der Batterie Sie nutzen können, ohne ihre Lebensdauer zu verkürzen.
- Hin- und Rückreiseeffizienz: Wie viel Energie einen Lade- und Entladezyklus übersteht.
- Dauer- und Spitzenleistung (kW): Die Dauerleistung bestimmt, wie viele Verbraucher gleichzeitig laufen können; die Spitzenleistung entscheidet darüber, ob Motoren, Pumpen oder Klimaanlagen gestartet werden können.
- Lebenszyklus: Die Nennzahl der Zyklen, die den langfristigen Wert bestimmt.
- Betriebstemperaturbereich und Notstromversorgung (EPS): die Bedingungen, die die Batterie toleriert, und ob sie einen dedizierten Backup-Ausgang bietet.
Viele Photovoltaik-Batteriesysteme für Privathaushalte und Gewerbebetriebe nutzen Lithium-Eisenphosphat (LFP)-Batterien aufgrund ihrer thermischen Stabilität und langen Lebensdauer. Die Wahl der richtigen Batterietechnologie hängt jedoch von Zertifizierung, Klima, Platzbedarf, Betriebszyklus und Budget ab. Ein System muss außerdem die Sicherheits- und Netzanschlussbedingungen des jeweiligen Marktes erfüllen, deren Geltungsbereich vom Standort abhängt. In Nordamerika beziehen sich Sicherheits- und Brandschutzbestimmungen üblicherweise auf UL 9540 und den UL 9540A-Test. thermisches Durchgehen Die Brandausbreitung und Installation erfolgen gemäß NFPA 855, die Zusammenschaltung gemäß IEEE 1547. International regelt IEC 62933 elektrische Energiespeichersysteme. Was ein Solarbatteriespeichersystem kostet variiert stark je nach Region und Größe und ist eine separate Frage von der Frage, was ein PV-Batteriespeicher ist.
Schlussfolgerung
Bei der Entscheidung für einen PV-Batteriespeicher spielen einige Faktoren eine Rolle: der Verwendungszweck, die Überschneidung von Stromverbrauch und Stromerzeugung, die Anbindung an Ihr System und die geltenden Normen an Ihrem Wohnort. Die auf dem Etikett angegebene Kapazität ist weniger wichtig als die tatsächlich nutzbare Kapazität und die Betriebsbedingungen des Speichers.
Wir beschäftigen uns mit der thermischen Seite von Batterie- und Energiespeichersystemen, und dabei sticht ein Muster besonders hervor: Die nutzbare Kapazität und die Zyklenlebensdauer hängen eng mit der Betriebstemperatur zusammen. Eine Batterie, die allein anhand ihrer Nennkapazität in Kilowattstunden ausgewählt wurde, kann in einem heißen oder schlecht belüfteten Gehäuse unterdurchschnittliche Leistung erbringen. Wie ein System gekühlt, dimensioniert und konfiguriert werden sollte, hängt von seinem Betriebszyklus, dem Klima und dem verfügbaren Platz ab. Daher sollten diese Details am besten in der Projektphase und nicht anhand eines Datenblatts festgelegt werden.
Falls Sie benötigen ESS-Kühllösungen Wenn Sie Fragen zur thermischen Auslegung eines Speichersystems haben, können Sie diese Anforderungen gerne unserem Team zur technischen Prüfung mitteilen. Ein erster praktischer Schritt ist die Erfassung Ihres jährlichen Stromverbrauchs, der Daten Ihrer bestehenden Solaranlage und Ihres Wechselrichters sowie Ihres Ziels – Einsparungen, Notstromversorgung oder beides –, da diese wenigen Angaben den Großteil der weiteren Planung bestimmen.
FAQ
Ist ein PV-Batteriespeicher dasselbe wie eine Solarbatterie?
PV-Batteriespeicher und “Solarbatterie” bezeichnen im Allgemeinen dasselbe: eine Batterie, die hauptsächlich durch Solarzellen und nicht ausschließlich über das Stromnetz geladen wird. Der Begriff “PV-Batteriespeicher” betont die photovoltaische Energiequelle.
Benötigen Solarpaneele eine Batterie, um zu funktionieren?
Solarmodule benötigen keine Batterie, um zu funktionieren; ein netzgekoppeltes System arbeitet ohne Batterie, indem es überschüssigen Strom ins Netz einspeist. Eine Batterie ist hilfreich, wenn man diesen Überschuss für Abende, Stromausfälle oder um späteren teuren Netzstrombezug zu vermeiden, speichern möchte.
Kann eine Solarbatterie mein Haus bei einem Stromausfall mit Strom versorgen?
Eine Solarbatterie versorgt Ihr Haus bei einem Stromausfall nur dann mit Strom, wenn das System über eine entsprechende Backup-Funktion verfügt: einen Inselbetriebsfähigen Wechselrichter, ein Backup-Gateway oder einen Umschalter sowie einen Lastschutzkreis. Ohne diese Komponenten schalten sich viele netzgekoppelte Batteriesysteme aus Sicherheitsgründen bei einem Stromausfall ab. Prüfen Sie daher vor dem Kauf die Backup-Funktion.
Kann ich einen Batteriespeicher zu einer bestehenden Solaranlage hinzufügen?
Die Erweiterung einer bestehenden Anlage um einen Speicher ist in der Regel möglich, meist mit einer AC-gekoppelten Batterie mit eigenem Wechselrichter. Ob dies unkompliziert ist, hängt vom vorhandenen Wechselrichter, dem verfügbaren Platz und den örtlichen Netzanschlussbestimmungen ab. Ein Installateur sollte daher die Kompatibilität prüfen.
Wechselstromgekoppelt oder gleichstromgekoppelt – was ist besser?
Keine der beiden Varianten ist in jedem Fall besser; die Wahl hängt davon ab, ob Sie eine Nachrüstung vornehmen oder neu bauen. Die Gleichstromkopplung eignet sich für effizienzorientierte Neuinstallationen, während die Wechselstromkopplung die einfachere Lösung für bereits vorhandene Solarmodule darstellt.
Wie viel Batteriespeicher benötige ich?
Die richtige Menge hängt von Ihrem täglichen Energieverbrauch, Ihrer Solarstromerzeugung und Ihren Prioritäten (Energieeinsparung oder Notstromversorgung) ab. Da diese Faktoren je nach Standort variieren, ist die Dimensionierung eine projektbezogene Berechnung und keine allgemeingültige Empfehlung.
