Vom Dach in den Speicher: So wird dein Stromspeicher richtig angeschlossen

Wer eine Photovoltaikanlage betreibt, kann durch die Nachrüstung eines Stromspeichers seinen Eigenverbrauch von Solarstrom erhöhen und unabhängiger vom Stromversorger werden.

Doch wie wird ein Stromspeicher eigentlich angeschlossen?

In diesem Artikel erfährst du alles Wichtige darüber, welche Komponenten du dafür benötigst und welche Möglichkeiten es gibt.

Die wichtigsten Aussagen findest du zu Beginn kurz und knapp zusammengefasst:

• Für den Anschluss einer Photovoltaikanlage mit Speichersystem werden verschiedene Komponenten benötigt, darunter ein Wechselrichter, ein Batteriesystem mit Laderegler, Elektronik für das Speichermanagement, ein DC/DC-Wandler sowie ein Batteriewechselrichter für die AC-Lösung.
• Es gibt drei verschiedene Möglichkeiten zur Umsetzung eines Speichersystems: die AC-Lösung, die DC-Lösung Nr. 1 und die DC-Lösung Nr. 2.
• Zur Verfügung stehen Stromspeicher auf Blei-Basis, auf Lithium-Ionen-Basis, Lithium-Nickel-Mangan-Cobalt-Speicher (Li-NMC, NMC) und Lithium-Eisen-Phosphat-Speicher (Li-FePO4, LFP).
• Der Einsatz eines Stromspeichers steigert die Autarkie, erhöht den Eigenverbrauch von Solarstrom und leistet einen Beitrag zum Klimaschutz.

Welche Komponenten werden für einen Anschluss benötigt?

Für den Anschluss einer Photovoltaikanlage mit Speichersystem werden verschiedene Komponenten benötigt.

Mindestens erforderlich sind ein Wechselrichter, ein Batteriesystem mit Laderegler, Elektronik für das Speichermanagement, ein DC/DC-Wandler sowie ein Batteriewechselrichter für die AC-Lösung.

Zudem muss eine Zählerinfrastruktur vorhanden sein, wobei bei Solaranlagen mit einer Leistung von weniger als 10 kWp ab April 2012 kein Produktionszähler mehr zwingend erforderlich ist.

Welche Funktion haben diese Komponenten?

Die genannten Komponenten sind essenziell für den Betrieb eines Speichersystems und ermöglichen eine optimale Nutzung der durch die Photovoltaikanlage erzeugten Energie.

• Dabei sorgt der Wechselrichter für die Umwandlung des erzeugten Gleichstroms in Wechselstrom, der dann ins Netz eingespeist werden kann oder im Batteriesystem gespeichert wird.
• Der Batterieladeregler und das Speichermanagement sind für die optimale Ladung und Entladung der Batterie verantwortlich.
• Der DC/DC-Wandler sorgt für die Anpassung der Spannung und der Stromstärke an die Anforderungen des Speichersystems
• der Batteriewechselrichter wandelt den Gleichstrom der Batterie in Wechselstrom um, der ins Stromnetz eingespeist werden kann.
• Die Zählerinfrastruktur wiederum ermöglicht die Überwachung der Energieproduktion und -nutzung, sowie die Abrechnung mit dem Energieversorger.

Welche Möglichkeiten hat man beim Anschluss eines Stromspeichers?

Es gibt drei verschiedene Möglichkeiten zur Umsetzung eines Speichersystems:

• Das Speichersystem kann an den Wechselstromkreis AC des Gebäudes angeschlossen werden.
• Alternativ kann es an den Gleichstromkreis DC der PV-Anlage angeschlossen werden.
• Eine weitere Möglichkeit besteht darin, das Batteriesystem zwischen den Solarmodulen und dem vorhandenen Wechselrichter anzuschließen (DC-Lösung 2).

Variante 1: AC-Lösung

Eine Möglichkeit, ein Speichersystem für Photovoltaikanlagen umzusetzen, besteht darin, es an den Wechselstromkreis AC des Gebäudes anzuschließen.

Dabei wird der von der PV-Anlage generierte Solarstrom wie gewöhnlich von einem handelsüblichen oder bereits installierten Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt.

Anschließend transformiert ein Batteriewechselrichter den Wechselstrom zurück in Gleichstrom, um ihn in einem Akku speichern zu können.

Was sind die Vorteile?

• Die AC-Lösung bietet den Vorteil, dass beliebige Speicherkapazitäten unabhängig von der installierten PV-Anlagenleistung realisiert werden können.
• Zudem kann der PV-Strom aus dem externen Netz zum Teil ebenfalls gespeichert werden, was bei stark tageszeitabhängig variierenden Stromtarifen von Vorteil ist.
• Der Wechselrichter kann vollkommen unabhängig vom Speichersystem gewählt werden und eignet sich somit speziell für alle PV-Anlagen, die bereits laufen.
• Darüber hinaus ist diese Lösung kostengünstiger als die DC-Lösung für bestehende Photovoltaik-Anlagen.

Was sind die Nachteile?

• Durch die zweifache Transformation DC – AC – DC entstehen höhere Verluste als bei der DC-Lösung.
• Außerdem bilden Wechselrichter, Laderegler und Batteriesystem keine Einheit, was ein Nachteil ist.

Insgesamt lässt sich festhalten, dass der Aufbau des PV-Batteriesystems bei der wechselstromseitigen Anbindung AC relativ einfach und flexibel gestaltet werden kann. Die Möglichkeit, den Wechselrichter unabhängig vom Speichersystem auszuwählen, ermöglicht eine einfache Integration in bereits bestehende Anlagen.

Variante 2: DC-Lösung Nr. 1

Bei der zweiten Variante wird das Batteriesystem direkt an den Gleichstromkreis der Photovoltaikanlage angeschlossen, um die Verluste durch die Transformation von DC zu AC und wieder zurück zu minimieren.

Hierfür wird ein spezieller Wechselrichter benötigt, der in der Lage ist, den Solarstrom sowohl für die Netzeinspeisung als auch für die Ladung der Batterie zu nutzen. Dadurch ergibt sich ein kompaktes Modul, das aus Wechselrichter, Laderegler und Batteriesystem besteht.

Was sind die Vorteile?

• Ein großer Vorteil dieser Variante liegt in den Kosten: Für eine Neuanlage ist sie deutlich günstiger als die AC-Lösung.
• Außerdem wird der Wirkungsgrad des Systems verbessert, da der Gleichstrom direkt für die Ladung des Batteriesystems genutzt wird.

Was sind die Nachteile?

• Ein Nachteil dieser Variante ist, dass ein spezieller Wechselrichter vom Anbieter des Speichersystems benötigt wird.
• Zudem ist die Flexibilität bei der Auswahl des Wechselrichters eingeschränkt, da dieser auf das Speichersystem abgestimmt sein muss.

Variante 3: DC-Lösung Nr. 2

Eine weitere Möglichkeit, ein Batteriesystem für Photovoltaikanlagen anzuschließen, ist die DC-Lösung 2. Hierbei wird das Batteriesystem mit der Ladesteuerung einfach zwischen den Solarmodulen und dem vorhandenen Wechselrichter platziert.

Das Besondere an dieser Variante ist, dass der vorhandene Wechselrichter weiterbetrieben werden kann und keine zusätzlichen Verluste durch die DC-AC-DC Umwandlung entstehen.

Das Batteriesystem stellt die Energie auf einem Spannungsniveau zur Verfügung, das verschiedene Wechselrichter verarbeiten können.

Anbieter für diese Art der Speicherlösung sind beispielsweise die österreichische IFIX GmbH mit ihrem BSS5000-Batteriespeichersystem oder das System DC24 Home von SIA Energy.

Durch die Nutzung des vorhandenen Wechselrichters ist diese Lösung besonders kosteneffizient und eine gute Wahl für bestehende Anlagen. Mit dieser DC-Lösung 2 kann man also eine optimale Speicherung des Solarstroms erreichen und gleichzeitig seine bestehende Anlage aufwerten.

Warum solltest du dir einen Speicher anschaffen bzw. ihn nachrüsten?

Wenn Du bereits eine Photovoltaikanlage hast, lohnt es sich, über die Nachrüstung eines Stromspeichers nachzudenken. Neben der Wirtschaftlichkeit gibt es auch andere Gründe, die dafür sprechen.

Steigere deine Autarkie

Durch die Nutzung eines Stromspeichers kannst Du Deinen Eigenverbrauch von Solarstrom steigern und somit unabhängiger vom Stromversorger werden. Insbesondere für Einfamilienhäuser ohne Speicher ist eine Erhöhung des Eigenverbrauchs von bis zu 50-80% möglich.

Leiste einen Beitrag zum Klimaschutz

Neben der Unabhängigkeit vom Stromversorger ist auch der Umweltschutzgedanke ein wichtiger Faktor. Strom aus dem Netz besteht nur zu ca. 50% aus erneuerbaren Energien. Durch die Verwendung eines Stromspeichers kannst Du mehr Solarstrom nutzen und somit einen wertvollen Beitrag zum Klimaschutz leisten.

Zwar verursacht die Herstellung des Speichers CO2-Emissionen, jedoch sind diese im Vergleich zu den eingesparten Emissionen während der Lebensdauer des Speichers vernachlässigbar. Ein 10 kWh Stromspeicher kann während seiner Lebensdauer von etwa 20 Jahren etwa 15 Tonnen CO2 einsparen.

Fazit: Mit einem Stromspeicher kannst du nicht nur Deine Wirtschaftlichkeit verbessern, sondern auch deinen Eigenverbrauch von Solarstrom steigern und somit unabhängiger vom Stromversorger werden.

Welchen Speicher solltest du verwenden?

Wenn du dich für einen Speicher für deine Photovoltaikanlage entscheidest, stehen dir unterschiedliche Technologien zur Verfügung. Jede Technologie hat ihre Vor- und Nachteile. Hier sind die gängigsten Speichertypen:

• Stromspeicher auf Blei-Basis: Diese Technologie ist seit Jahrzehnten auf dem Markt und gilt als zuverlässig. Allerdings haben Blei-Akkus eine begrenzte Lebensdauer und sind relativ schwer. Außerdem ist ihre Lade- und Entladeeffizienz gering.
• Stromspeicher auf Lithium-Ionen-Basis: Diese Photovoltaik Speicher sind leichter und effizienter als Blei-Speicher. Sie sind langlebiger (20 Jahre) und haben eine höhere Lade- und Entladeeffizienz. Allerdings sind sie in der Anschaffung teurer.
• Lithium-Nickel-Mangan-Cobalt-Speicher (Li-NMC, NMC): Diese Speicher sind eine Weiterentwicklung der Lithium-Ionen-Technologie. Sie haben eine höhere Energiedichte und eine längere Lebensdauer als herkömmliche Lithium-Ionen-Speicher. Aufgrund ihrer Energiedichte und Größe kommen solche eher in der Autoindustrie zum Einsatz.
• Lithium-Eisen-Phosphat-Speicher (Li-FePO4, LFP): Diese Technologie gilt als sicher und langlebig. Sie hat eine hohe Lade- und Entladeeffizienz und ist auch bei niedrigen Temperaturen leistungsfähig. Allerdings sind diese Speicher auch die teuersten.

Welcher Speichertyp für dich am besten geeignet ist, hängt von deinen individuellen Anforderungen und Bedürfnissen ab.

Wenn du beispielsweise auf der Suche nach einem günstigen Speicher bist, kann ein Blei-Speicher eine Option sein. Wenn du hingegen auf Langlebigkeit und Effizienz setzt, solltest du dich für einen Lithium-Eisen-Phosphat-Speicher entscheiden.

Tipp: Wirf hierzu auch einen Blick auf unseren Stromspeicher Test

Allgemeiner Ablauf bei der Installation eines Speichers

Wenn du eine PV-Anlage mit einem Stromspeicher installieren möchtest, gibt es ein paar Dinge zu beachten. Hier sind die Schritte, die du befolgen solltest:

Schritt 1: Überprüfe, ob dein Haus für eine PV-Anlage geeignet ist

Bevor du eine PV-Anlage installierst, solltest du sicherstellen, dass dein Haus für eine solche Anlage geeignet ist.

Die Ausrichtung des Dachs und der Neigungswinkel sind wichtige Faktoren, die bestimmen, wie viel Strom eine PV-Anlage produzieren kann. Im Allgemeinen sind Dächer, die nach Süden ausgerichtet sind und einen Neigungswinkel von 30 bis 45 Grad haben, am besten geeignet.

Schritt 2: Wähle den passenden Stromspeicher aus

Es gibt verschiedene Arten von Stromspeichern, darunter Blei-Säure-Batterien, Lithium-Ionen-Batterien und Redox-Flow-Batterien.

Jede Art von Batterie hat ihre eigenen Vor- und Nachteile, und die Wahl der richtigen Batterie hängt von deinen individuellen Bedürfnissen und dem Budget ab. Einige Faktoren, die berücksichtigt werden sollten, sind die Kapazität des Speichers, die Lebensdauer der Batterie und die Lade- und Entladeeffizienz.

Schritt 3: Installiere den Stromspeicher

Der Stromspeicher wird normalerweise in der Nähe des Wechselrichters installiert. Es ist wichtig, dass der Speicher an einem Ort installiert wird, an dem er vor extremen Temperaturen und Feuchtigkeit geschützt ist.

Der Speicher sollte auch in der Nähe des Stromnetzanschlusses installiert werden, um die Kabelverlegung zu vereinfachen.

Bei der Verkabelung musst du im Grunde 3 bzw. 4 Kabel berücksichtigen:

1. Eine Messschleife zwischen Wechselrichter & Speicher, um die Stromerzeugung zu messen und zu entscheiden, ob die Batterie geladen oder entladen werden soll.
2. Eine Zuleitung vom Zweirichtungszähler / Smart Meter zum Speichersystem.
3. Eine Ableitung vom Speicher zum Hausnetz
4. Je nach Modell ein weiteres Kabel für die Internetverbindung um das System zu aktualisieren und Fernüberwachung zu ermöglichen.

Schritt 4: Verbinde den Stromspeicher mit der PV-Anlage

Nachdem der Stromspeicher installiert wurde, muss er mit der PV-Anlage verbunden werden. Dazu wird normalerweise ein spezielles Kabel (Solarkabel) verwendet, das den Wechselrichter mit dem Stromspeicher verbindet. Einige Stromspeicher verfügen auch über integrierte Wechselrichter, die den Strom direkt in das Stromnetz einspeisen können.

Schritt 5: Verbinde den Stromspeicher mit dem Stromnetz

Der letzte Schritt besteht darin, den Stromspeicher mit dem Stromnetz zu verbinden. Hierfür wird normalerweise ein zusätzlicher Zähler installiert, der den Strom misst, der vom Stromspeicher ins Stromnetz eingespeist wird. Der Zähler ist wichtig, um sicherzustellen, dass du eine Einspeisevergütung für den Strom erhältst, den du ins Netz einspeist.

Fazit: Wie wird ein Stromspeicher angeschlossen?

Insgesamt gibt es also einiges zu beachten, wenn man sich für die Installation eines Stromspeichers für die Photovoltaikanlage entscheidet. Doch die Vorteile sind zahlreich: mehr Unabhängigkeit vom Stromversorger, ein höherer Eigenverbrauch von Solarstrom und ein wertvoller Beitrag zum Klimaschutz.

Um das Beste aus deinem Speichersystem herauszuholen, ist es wichtig, die richtigen Komponenten zu wählen. Hierbei gibt es verschiedene Möglichkeiten, je nach den individuellen Anforderungen und Bedürfnissen. Ob man sich für eine AC-Lösung oder eine DC-Lösung entscheidet, hängt von verschiedenen Faktoren ab.

Auch die Wahl des Speichertyps spielt eine wichtige Rolle. Während Blei-Speicher eine zuverlässige Technologie sind, sind Lithium-Ionen-Speicher langlebiger und effizienter.

Letztendlich gilt es also, die individuellen Anforderungen zu berücksichtigen und die passende Technologie auszuwählen. Und wenn dann alles installiert ist, kann man sich über eine sichere, zuverlässige und umweltfreundliche Energieversorgung freuen, die zum Schutz unseres Planeten beiträgt.