Kennzahlen einer Solarbatterie
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Kennzahlen einer Solarbatterie: technische & praktische Bezugsgrößen
Die Beschäftigung mit technischen Daten einer Solarbatterie beginnt ganz grundsätzlich bereits mit der Frage, was für Strom eine Solarbatterie überhaupt speichert: Gleichstrom oder Wechselstrom? Wissen Sie es? Es ist Gleichstrom. Und dies ist nur die einfachste in einer Reihe von vielen weiteren Grundlagen die man braucht, um Batteriespeicher für Photovoltaikanlagen verstehen und bewerten zu können. Ein Fachbetrieb für Solarspeicher kann Sie zu diesem Thema kostenlos beraten. Bis dato haben sich folgende Daten und Größen herauskristallisiert, um das Leistungsvermögen und Leistungsverhalten einer Solarbatterie zu beschreiben:
- Batterietechnologie
Batteriespeicher arbeiten entweder auf Blei-Basis (Blei-Säure, Blei-Gel) oder mit Lithium-Ionen. Blei-Akkus sind wirtschaftlich erprobt und länger im Einsatz als Lithium-Ionen-Speicher. Der Wirkungsgrad von Lithium-Ionen-Akkus ist jedoch höher als bei Blei-Akkus. - Speicherkapazität / Batteriekapazität (Nennkapazität)
Die Speicherkapazität einer Solarbatterie gibt an, wieviel Strom sie mit einer vollen Aufladung speichern kann. Die Speicherkapazität ist eine technische Angabe des Herstellers und wird in Kilowattstunden angegeben (kWh). Die Nennkapazität sollte mit einem Herstellerhinweis versehen sein, für welche PV-Leistung die Solarbatterie empfohlen wird. - Entladetiefe (DoD)
Eine Solarbatterie kann nicht zu 100% entladen werden. Diese sog. Tiefenentladung schädigt die Batterie. Deshalb kann eine Solarbatterie nur bis zur Entladetiefe entladen werden. Diese variiert je nach Hersteller. Zwischen 50% und mehr als 90% der gespeicherten Strommenge kann bei einem Entladevorgang deshalb (nur) entnommen werden. - Nutzbare Speicherkapazität / Batteriekapazität
Die technische Speicherkapazität einer Solarbatterie ist nur theoretischer Natur, da die Entladetiefe berücksichtigt werden muss. Die wirkliche praktische Kapazität einer Solarbatterie gibt deshalb erst die nutzbare Speicherkapazität an. Beispiel: hat eine Solarbatterie eine Speicherkapazität von 9 kWh und eine Entladetiefe von 80%, so kann die Batterie praktisch "nur" 7,2 kWh speichern (80% von 9 kWh). - Vollzyklus
Eine Solarbatterie einmal bis zur Entladetiefe zu entladen und anschließend vollständig wieder aufzuladen ist ein Vollzyklus. Dieser Gebrauch wird theoretisch einer Solarbatterie zugrunde gelegt. - Kleinstzyklus
Eine Solarbatterie wird nur geringfügig entladen und anschließend wieder aufgeladen. Welche Auswirkung dies auf die Alterung einer Solarbatterie hat ist bislang nicht ausreichend erforscht. - Maximale Lade / Entladeleistung & C-Rate
Waschmaschinen oder andere größere technische Geräte benötigen kurzzeitig viel Strom und erzeugen damit so genannte Lastspitzen. Ob diese Lastspitzen mit dem Batteriespeicher vollständig abgedeckt werden können, lässt sich an der maximalen Entladeleistung (in kW) ablesen. Wie schnell die Solarbatterie dabei entladen wird im Verhältnis zur Speicherkapazität, gibt die C-Rate an. Entlädt sich ein Batteriespeicher binnen einer Stunde völlig, so liegt der Wert bei 1C. Wie schnell der Batteriespeicher anschließend wieder aufgeladen werden kann, gibt im Umkehrschluss die maximale Ladeleistung an. - Zyklenlebensdauer / Anzahl der Vollzyklen
Technische Angabe des Herstellers, für wie viele Vollzyklen die Solarbatterie ausgelegt ist. Heutige Batteriespeicher haben eine Zyklenlebensdauer bis zu 7.000 Vollzyklen. Bei Erreichen der Zyklenlebensdauer hat die Solarbatterie eine Kapazität von 80% ihrer ursprünglichen Nennkapazität (und kann theoretisch noch weiter benutzt werden). - Kalendarische Lebensdauer
Die kalendarische Lebensdauer ist ebenfalls eine theoretische Angabe des Herstellers. Wird der Batteriespeicher weder entladen noch geladen, so besitzt die Solarbatterie nach Ablauf der kalendarischen Lebenszeit noch 80% ihrer ursprünglichen Nennleistung. Einige Hersteller tauschen z.B. bei einer geringen kalendarischen Lebensdauer die Solarbatterie einmal kostenfrei aus. - Gebrauchsdauer
Die Gebrauchsdauer ist ähnlich wie die nutzbare Speicherkapazität eine praktische Größe. Bei der Gebrauchsdauer wird zunächst angenommen, wie viele Vollzyklen ein Batteriespeicher pro Jahr praktisch machen wird. Die Photon hat hier z.B. angenommen, dass ein Batteriespeicher jährlich rund 200 mal vollständig entladen und geladen wird. Bei 7.000 Vollzyklen hätte die Solarbatterie eine Gebrauchsdauer von 35 Jahren. - Systemwirkungsgrad
Batteriespeicher sind elektrochemische Speicher und werden über elektronische Komponenten (Laderegler / Batteriewechselrichter) gesteuert. Aus diesem Grund ergeben sich wie bei allen technischen Anlagen Leistungsverluste von einigen Prozentpunkten. Die Herstellerangaben zum Systemwirkunsgrad einer Solarbatterie sind bis dato noch uneinheitlich. Entscheidend ist, dass sowohl der Zyklenwirkunsgrad des Akkus (Blei ca. 75%; Lithium-Ionen >90%) als auch die Teilwirkungsgrade der verschiedenen elektronischen Komponenten zum Systemwirkungsgrad hinzugezählt werden. - AC / DC gekoppelt
Batteriespeicher können elektrisch entweder "nach" dem Wechselrichter der PV-Anlage im Wechselstromkreis des Hauses eingebunden werden (AC-gekoppelt) oder "vor" dem Wechselrichter im zwischengeschalteten Gleichstromkreis (DC-gekoppelt). Da eine Solarbatterie grundsätzlich Gleichstrom lädt, sind AC-gekoppelte Systeme zusätzlich mit einem Konverter (Batteriewechselrichter) ausgestattet, der den Wechselstrom zum Laden der Solarbatterie in Gleichstrom wandelt. Zum Entladen wird der Batterie-Gleichstrom wieder in Wechselstrom gewandelt. DC-gekoppelte Systeme benötigen diesen Konverter nicht, da sie direkt den erzeugten Gleichstrom der PV-Anlage laden. Hierdurch ergibt sich ein leicht höherer Wirkungsgrad, jedoch muss bei einer nachträglichen Installation der Wechselrichter der PV-Anlage getauscht werden, was bei AC-gekoppelten Systemen nicht der Fall ist und die Nachrüstung mit einem Batteriespeicher flexibler gestaltet. - 1-phasig / 3-phasig
Batteriespeicher speisen den geladenen Solarstrom entweder auf einer oder drei Phasen ins Hausnetz / öffentliche Stromnetz ein. 1-phasige Batteriespeicher können im Fall eines Stromausfalls Elektrogeräte mit 3-phasigem Anschluss nicht versorgen, so dass z.B. der Herd in der Küche nicht funktionieren würde. Ebenso müssen PV-Anlagen 3-phasig ins Stromnetz einspeisen (Ausnahmen gelten für Anlagen bis 4,6 kWp). Der Anschluss eines 1-phasigen Batteriespeicher sollte deshalb mit dem Netzbetreiber abgeklärt werden. - Volleinspeiser
Volleinspeiser sind Batteriespeicher, die gespeicherten Solarstrom (Batteriestrom) direkt ins Netz einspeisen dürfen. AC-gekoppelte Batteriespeicher benötigen hierfür einen zusätzlichen Zähler um zu verhindern, dass Strom aus dem Netz geladen und als Solarstrom eingespeist wird. - Notstromoption
Eine Notstromoption ermöglicht es, dass bei einem Stromausfall die Solarbatterie im Bruchteil einer Sekunde die Stromversorgung des Hauses übernimmt und zusammen mit der PV-Anlage das Haus im Inselbetrieb versorgt. Hierbei kommt es u.a. darauf an, ob die Solarbatterie 1-phasig oder 3-phasig einspeist, damit auch sämtliche Elektrogeräte im Haus (3-phasige) funktionieren.
Kennzahlen, die im Alltag entscheidend sind
Die zuvor genannten Daten beschreiben im Kern die technische Leistungsfähigkeit der Solarbatterie selbst. Wie gut die Solarbatterie im praktischen Betrieb abschneidet, um in Kombination mit einer PV-Anlage einen Haushalt möglichst weitgehend mit Strom zu versorgen, darüber geben die folgenden drei Größen Auskunft.
- Eigenverbrauchsanteil
Der Eigenverbrauchsanteil steht in Bezug zur erzeugten Strommenge der Photovoltaikanlage und sagt aus, wieviel Solarstrom aus der PV-Anlage selbst verbraucht werden kann im Haushalt durch den Einsatz der Solarbatterie. Ein möglichst hoher Eigenverbrauchsanteil hängt dabei von einer fachgerechten Planung und Auslegung beider Systeme ab. - Autarkiegrad
Der Autarkiegrad steht in Bezug zum gesamten Stromverbrauch des Haushalts und sagt im Unterschied zum Eigenverbrauchsanteil aus, wieviel des tatsächlichen Strombedarfs durch die Photovoltaik Solarbatterie Kombination gedeckt werden kann. - Kosten pro gespeicherter Kilowattstunde
Wie wirtschaftlich ein Batteriespeicher ist lässt sich daran festmachen, was eine gespeicherte Kilowattstunde umgerechnet kostet (in Cent). Diese lassen sich für einen Batteriespeicher wie folgt berechnen:
- Nennkapazität x Anzahl der Vollzyklen = theoretisch speicherbare Energiemenge
- theoretisch speicherbare Energiemenge in praktisch speicherbare Energiemenge umrechnen, indem die Entladungstiefe und der Systemwirkungsgrad prozentual abgezogen werden
- Investitionskosten / Endkundenpreis (für die gleiche technische Ausstattung) durch die praktisch speicherbare Energiemenge teilen ergibt den Preis pro gespeicherter Kilowattstunde Strom
- Nennkapazität 8,1 kWh x 5.000 Vollzyklen = 40.500 kWh theroretische Speichermenge
- 40.500 kWh im Verhältnis zu 70% Entladungstiefe und 90% Systemwirkungsgrad ergibt 25.515 kWh nutzbare Speichermenge
- 13.900€ Endkundenpreis geteilt durch 25.515 kWh = 54 Cent pro gespeicherte kWh
Diese Daten sollten Ihnen helfen, Batteriespeicher grundlegend verstehen und bewerten zu können. Für den Kauf einer Solarbatterie und die Auslegung mit einer Photovoltaikanlage wenden Sie sich in jedem Fall an einen Solarteur. Weitere Hilfestellung bei der Entscheidung für oder auch gegen einen Batteriespeicher finden Sie in unserem Leitfaden.
Erfahrungen & Fragen zum Thema Photovoltaik
Kombination von Nachtspeicherheizung und Solaranlage
Ja, das kann eine sinnvolle Kombination sein - besonders, wenn Sie bei der Elektroheizung bleiben wollen. Sie benötigen auf jeden Fall einen Solarstromspeicher - da Sie den Strom dann tagsüber erzeugen, wenn die Nachtspeicherheizung gerade nicht vorheizt. Generell ist der Eigenverbrauch - dank sinkender Einspeisevergütung - stark in den Fokus gerückt. Da Solarstromspeicher auch aktuell noch von der KfW gefördert werden, würde ich da auf jeden Fall einmal ein Angebot anfragen.
Sie können sich das hier einmal kalkulieren (da ich keine Angaben zur verfügbaren Dachfläche habe): https://www.solaranlagen-portal.com/photovoltaik/kosten
Einphasiger oder dreiphasiger Wechselrichter? Welche Vor- und Nachteile gibt es? Was passt du meiner Anlage?
Es ist nur eine maximale Schieflast von 4,6kW zu gewährleisten.
Wo die PV-Anlage angschlossen ist, ist "relativ egal", da, wie bereits richtig erwähnt die Zähler saldieren.
Auf den gemessenen Eigenverbrauch hat dies keine Auswirkung.
Kann ich zwei Strings mit verschiedener Anzahl von Modulen und unterschiedlicher Dachausrichtung an einen Wechselrichter anschließen?
Wenn Sie einen Wechselrichter mit zwei MPP-Trackern haben, ist das kein Problem.
Der Maximum Power Point (MPP) eines Solarmoduls beziehungsweise eines Strings ist der Punkt der Strom-Spannungs-Kennlinie, an dem das Solarmodul die höchste Leistung erbringt. Der MPP-Tracker hat nun die Aufgabe, den Maximum Power Point zu ermitteln, da dieser von der Sonneneinstrahlung, der Temperatur und individuellen Moduleigenschaften abhängig ist und sich somit ständig ändert.
Ich hoffe, ich konnte Ihnen damit helfen, sonst melden Sie sich einfach.
Photovoltaik Freiflächenanlage: Kosten, Förderung und Rentabilität?
Es werden mehr Daten Benötigt, daß ist das erste. Denn es steht zum Beispiel die Frage im Raum ob das Erdreich welches grad aufgefüllt wird auch verdichtet wird. Und wie sehr es verdichtet wird. Und nun zur Puntuellen Beantwortung Ihrer Fragen.
1) Die Investitionskosten für solch eine Anlage müssen vorab (nach Inaugenscheinnahme des Geländes sowie Geologisches Gutachten (z.B) erst Berechnet werden wenn mehr Details vorliegen würden.
2) Fördermittel gibt es von der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) in dem Maße das es sich, so gesehen um Geldtauscherei handelt.
3) Die Rentabilität einer Anlage von dieser Größe steht ausser Frage. Denn die Energiepreise werden nicht sinken von Jahr zu Jahr sondern eher wird das Gegenteil der Fall sein. Unter Bezugnahme auf das Vorgenannte ergibt sich auch keine Haltbare Aussage über die Dauer der Amortisierung der Anlage.
Nun konnte ich Ihnen leider nicht wirklich weiterhelfen, stelle es Ihnen jedoch anheim mich zu Kontaktieren. Denn die Thematik einer solchen Anlage ist komplexer als das es sich darstellt. Eine reine Angabe der Verfügbaren Fläche ist Dahingehend nicht wirklich Ausreichend.
Viele Grüße
Holger Gerhardt
Neuer Zählerschrank bei Installation einer Photovoltaikanlage?
Wir sind ein Netzwerk rund um energieeffiziente Produkte und Dienstleistungen aller Art.
Ihre Anfrage lässt sich so pauschal nicht beantworten. Wie alt ist der vorhandene Zählerschrank? Ist dort noch ein Zählerfeld frei? Es gibt weitere Fragen, deren Beantwortungen direkt die Kosten beinflussen.
Ganz andere Frage: Müssen Sie Ihr Wohnhaus nicht beheizen? Wenn ja, können Sie mit der kostenlosen Energie der Sonne auch Ihre Heizung unterstützen. Der Energieertrag der Flachkollektoren, bezogen auf Ihre Dachfläche, ist bis zu fünf mal so hoch wie bei Sonnenstrom. Und Ihr Zählerschrank wird nicht angerührt, kann einfach weiter betrieben werden.
Smart Grid ready Funktion: Was bedeutet das?
Smart Grid-Geräte eröffnen interessante Vernetzungsmöglichkeiten. Beispielsweise können Smart Grid-fähige Wärmepumpen über eine Schnittstelle auf einen Überschuss an Solarstrom reagieren. Stromnetzbetreiber können über die integrierte Smart Grid-Schnittstelle den Stromspeicher direkt ansteuern und die Stromnetze stabilisieren und entlasten. Mit einem solchen Schwärmenetz können Erzeugung und Verbrauch noch weiter entkoppelt werden: Überschüsse, die im Sommer erzeugt werden, können im Winter genutzt werden. Dazu finden Sie auch Infos hier: https://www.solaranlagen-portal.com/photovoltaik/stromspeicher
Lohnt sich eine PV-Anlage bei Ost-West-Ausrichtung des Hauses?
Hallo,
kann ich nur empfehlen. Wir erhöhen damit die Sonnenstunden für die PV-Anlage und können
damit den Eigenverbrauch, über den sich die PV-Anlage zuerst rechnet optimieren. Gleichzeitig
können wir mit der 70% Regel zusätzliche Kosten für einen Rundsteuerempfänger sparen.
Deshalb Ost-West.
Gruß
G.Hausmann
PV-Anlage selber installieren
Grundsätzlich besteht die Möglichkeit eine PV-Anlage selbst zu montieren. Vorrausetzung ist neben dem handwerklichen Geschick und keine Angst vor Höhe auch eine Absicherung durch ein Gerüst, welches auch die Arbeit erleichtert. Trotzdem sollte ein Fachmann Sie unterstützen bei den einzelnen Arbeitsschritte, somit ist eine sichere Montage gewährleistet und Montagefehler ausgeschlossen. Für den Stranganschluß wird spezielles Montagewerkzeug benötigt um die Steckverbinder sicher zu vercrimpen. Unsere Fachpartner können Sie bei der Montage unterstützen.
Die wechselstromseitige Einbindung der PV-Anlage muß durch einen Elektromeister erfolgen, er kümmert sich auch um die Anmeldung beim Netzbetreiber, ebenso bei der Abnahme durch den Netzbetreiber.
Eine Anlage ohne Anmeldung zu betreiben würde ich nicht empfehlen. Wollen Sie keinen Überschußstrom einspeisen muß zumindest ein neuer Zähler mit Rücklaufsperre eingebaut werden.
Bedenken Sie dabei, das der Überschußstrom dann kostenlos ins Netz des Netzbetreibers eingespeist wird. Das wird durchaus auch bei einer kleineren Anlage passieren.
Es gibt aber durchaus die Möglichkeit eine PV-Anlage ohne oder teilweise ohne Finanzamt zu betreiben. Hier können wir Ihnen beim Kauf einer Anlage weiterhelfen. Für weitere Fragen stehen wir Ihnen gerne telefonisch zur Verfügung.
Mit sonnigen Grüßen.
snertec
Muss ich meinen selbst erzeugten und verbrauchten Strom versteuern?
Hallo,
Eigenverbrauch ermitteln und mit dem Stromtarif der aktuellen Stromrechnung multiplizieren.
Aus diesem Betrag den Anteil der MwSt ermitteln und bei der Umsatzsteuererklärung anzeigen.
Den Netto-Betrag aus dem
Eigenverbrauch als Einnahme der PV-Anlage bei der Gewinn-Verlustrechnung einbeziehen
und den Gewinn aus der PV-Anlage bei der Einkommensteuererklärung angeben.
das nur als grobe Aussage, genaues sagt der Steuerberater oder das Finanzamt.
Alle Angaben nach besten Wissen, ohne Gewähr.
Hoher Stromverbrauch trotz PV und Einspeisung: Wo liegt die Ursache?
Ich vermute mal, dass Sie schlicht und ergreifend große Stromverbraucher haben. Da müssen Sie schon auf die Suche gehen. Was ist anders als in der früheren Wohnung? Zusätzliche Geräte? Gefriertruhe? Computer im Dauerlauf?
Wie wird das Haus denn eigentlich beheizt (Wärmepumpe mit el. Heizstab?) und wie wird warmes Wasser erzeugt?
Sie haben eine Frage?
