Solarstrom speichern: Diese Möglichkeiten gibt es

Wer eine Photovoltaikanlage auf einem Ein- oder Zweifamilienhaus installiert, kann durchschnittlich bis zu 30% des erzeugten Solarstroms für den Eigenverbrauch nutzen. Zwar ist es möglich, im Überschuss produzierten Solarstrom in das Stromnetz einzuspeisen und im Gegenzug für jede Kilowattstunde eine Einspeisevergütung zu erhalten. Allerdings ist es deutlich profitabler, den Eigenverbrauch zu optimieren.

Das gilt umso mehr, wenn die Einspeisevergütung niedrig ist und die Strompreise hoch sind. Bei Stromgestehungskosten von etwa 10 Cent pro Kilowattstunde Solarstrom gegenüber Stromkosten von 40 Cent pro Kilowattstunde (Stichwort: Strompreisbremse) spart jede selbst genutzte Kilowattstunde Solarstrom rund 30 Cent. Wer sich dafür entscheidet, Solarstrom zu speichern, kann seinen Eigenverbrauch auf etwa 70–80 % steigern.

Auch die erhöhte Autarkie ist für viele Menschen ein Grund, sich für das Speichern von Strom zu entscheiden. Eine vollständige Autarkie lässt sich jedoch in aller Regel selbst mit Stromspeicher nicht erreichen. Insbesondere im Winter, wenn weniger Sonnenlicht auf die Solarmodule fällt, muss weiterhin Strom zugekauft werden. Die aktuell verfügbaren Stromspeicher sind nicht in der Lage, Solarstrom vom Sommer bis zu den Wintermonaten zu speichern.

Die Anschaffung eines Stromspeichers erhöht die Kosten für eine Photovoltaik-Komplettanlage. Ist die Anlage gut geplant, rentiert sich die Investition dank der laufenden Stromkostenersparnis in der Betriebszeit. Eine pauschale Antwort gibt es jedoch nicht. Bisweilen ist es sinnvoller, statt eines Stromspeichers weitere Verbraucher (zum Beispiel eine Wärmepumpe) oder eine Wallbox einzusetzen, um einen höheren Eigenverbrauch zu erreichen.

In jedem Fall müssen die Kosten und die möglichen Erträge individuell kalkuliert werden. Förderungen für Photovoltaik-Stromspeicher können erheblich zur Wirtschaftlichkeit beitragen.

Die derzeitigen Stromspeicher, die für Photovoltaikanlagen eingesetzt werden, sind entweder Blei-Akkus oder Lithium-Ionen-Akkus. Mittlerweile haben sich die Lithium-Ionen-Akkus vor allem für Privathaushalte durchgesetzt. Dennoch haben beide Technologien ihre Vor- und Nachteile.

Vor- und Nachteile von Blei-Akkus

Die klassischen PV-Stromspeicher sind Blei-Säure-Akkus. Sie sind robust und in der Herstellung relativ unkompliziert. Die älteren Modelle kommen jedoch nur noch sehr selten zum Einsatz, da die – zwar äußerst geringe, aber dennoch reale – Gefahr einer Knallgasexplosion besteht. Modernere Modelle sind hingegen betriebssicher. Blei-Säure-Akkus punkten mit einem hohen Wirkungsgrad und einer günstigen Herstellung. Hinzu kommt, dass sie zu fast 100 % recycelbar sind und nahezu unendlich oft recycelt werden können.

Ein großer Nachteil liegt in der recht kurzen Lebensdauer, die nur etwa 5 bis 7 Jahre beträgt. Nach diesem Zeitraum muss der Blei-Säure-Akku ersetzt werden, was zusätzliche Kosten verursacht. Außerdem enthalten diese Akkus, wie der Name schon sagt, das giftige Schwermetall Blei, das bei unkontrolliertem Austritt die Umwelt schädigt. Aufgrund ihrer geringeren Effizienz benötigen Blei-Akkus auch noch verhältnismäßig viel Platz, weshalb sie eher dort zum Einsatz kommen, wo genug davon vorhanden ist. 

Eine Alternative zu Blei-Säure-Akkus sind die moderneren Blei-Gel-Akkus. Sie halten etwa 10 Jahre und sind im Betrieb sehr sicher. Allerdings sind sie in der Herstellung deutlich teurer. Das gilt auch für Salzwasserspeicher, die zum einen aufwendiger herzustellen sind und zum anderen noch mehr Platz benötigen als Blei-Säure-Akkus. Dafür sind sie sowohl ungefährlich als auch äußerst umweltfreundlich.

Vor- und Nachteile von Lithium-Ionen-Akkus

Die modernen und langlebigen Lithium-Ionen-Akkus haben sich mittlerweile als Standard etabliert. Ihre Lebensdauer beträgt bis zu 20 Jahre, und ihr Wirkungsgrad übertrifft den von Blei-Akkus. Zudem punkten sie mit einer höheren Energiedichte, sodass sehr kompakte, platzsparende Akkus entwickelt werden können.

Die anfangs höheren Anschaffungskosten rentieren sich aufgrund der langen Lebensdauer. Auch die hohe Ladekapazität spricht für Lithium-Ionen-Akkus. Der größte Nachteil liegt in der noch nicht gesicherten Nachhaltigkeit. Lithium-Ionen-Akkus können gefahrenfrei entsorgt und sogar recycelt werden, dennoch sind sie unter den Batterien für das Speichern von Solarstrom am wenigsten nachhaltig. Eine ressourcenschonende Produktion ist zwar möglich, wird jedoch derzeit nicht konsequent genug umgesetzt.

Sind Batterien zum Speichern von Solarstrom nachhaltig?

Grundsätzlich wirken sich Batterien für das Speichern von Solarstrom positiv auf die Ökobilanz aus. Schließlich muss aufgrund ihrer Nutzung weniger Strom anderweitig erzeugt und transportiert werden. So leisten sie insgesamt einen wichtigen Beitrag dazu, den ökologischen Fußabdruck eines Haushalts zu reduzieren.

Dennoch wird für die Herstellung aller Batteriearten weiterhin viel Energie benötigt. Derzeit wird intensiv an nachhaltigeren Methoden für die Produktion von Stromspeichern geforscht. Ein spannender Ansatz ist etwa ein Projekt für sogenannte „Second-Life-Batterien“. Hier sollen ausgediente Autobatterien von E-Autos so umfunktioniert werden, dass sie nicht entsorgt werden müssen, sondern als Stromspeicher weitergenutzt werden können. 

Hinweis: Solarwatt hat keine Second Life-Batterien im Angebot.

Wer nicht in einen Stromspeicher investieren möchte, hat dennoch Möglichkeiten, Solarstrom für den Eigenverbrauch zu speichern bzw. anderweitig aufzubewahren.

Solarstrom aus der Stromcloud

Auch wenn üblicherweise davon die Rede ist, Solarstrom in der Cloud zu „speichern“, ist diese Bezeichnung etwas irreführend. Der im Überschuss produzierte Solarstrom wird nämlich nicht tatsächlich gespeichert, sondern der einspeisende Haushalt erhält eine Art Guthaben für den eingespeisten Strom. Kommt es dann – meist im Winter – zu einem Defizit, kann Strom aus der Stromcloud zurückgekauft werden.

Um herauszufinden, ob es sich für Sie lohnt, Strom auf diese Art zu speichern, sollten Sie die Vertragsbedingungen genau prüfen. In aller Regel fallen hier Gebühren an, und der Preis für zurückgekauften Strom kann höher sein als der für den eingespeisten Strom erhaltene Ausgleich. Unter Umständen ist es günstiger, einfach einen regulären Tarif für Ökostrom abzuschließen.

Strom speichern mit einem Heizstab

Ein Heizstab wird dazu verwendet, Wasser zu erhitzen. Das Gerät kann ebenfalls mit Solarstrom betrieben werden. Das erhitzte Wasser wird dank eines Pufferspeichers über längere Zeit warm gehalten, sodass der Solarstrom in Form von Wärme gespeichert wird. So steht die Energie zur Verfügung, auch wenn aktuell kein Solarstrom erzeugt wird.

Solarstrom mithilfe von Wasserstoff speichern

Wasser besteht aus den Bestandteilen Wasserstoff und Sauerstoff. Mittels Elektrolyse ist es möglich, Wasser in diese aufzuspalten. Dazu wird elektrische Energie benötigt, die auch durch eine PV-Anlage zur Verfügung gestellt werden kann. Der Wasserstoff wird anschließend mittels eines Kompressors verdichtet und kann auf diese Weise sehr platzsparend eingelagert werden. Allerdings kostet die Komprimierung wiederum Energie.

Wasserstoff kann zur Nutzung in Brennstoffzellenheizungen verwendet werden. Der Wasserstoff reagiert hier unter kontrollierten Bedingungen mit Sauerstoff. In dieser Reaktion entstehen sowohl Strom als auch Wärme. Das Verfahren ist umweltfreundlich, und große Mengen an Wasserstoff lassen sich auch langfristig speichern. Ein Problem besteht allerdings darin, dass die Wasserstoffmoleküle sehr klein sind und durch nahezu alle Materialien diffundieren können. Daher kommt es bei der Aufbewahrung immer zu Verlusten.

Die Forschung steckt hier allerdings noch in den Kinderschuhen. Der Wirkungsgrad dieser Technologie ist mit etwa 40 % relativ gering, und das Verfahren ist teuer. Außerdem besteht auch hier die Gefahr einer Knallgasreaktion. Derzeit ist es für Privathaushalte nicht rentabel, Solarstrom mithilfe von Wasserstoff zu speichern. Entsprechende Systeme würden hohe Kosten, teilweise im sechsstelligen Bereich, verursachen.

Zum jetzigen Zeitpunkt sind Lithium-Ionen-Akkus für Privatnutzer von Photovoltaikanlagen das Mittel der Wahl, um Solarstrom zu speichern.