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Wie kann man den Photovoltaik Eigenverbrauch erhöhen?

Es gibt zwei Arten, mit denen man den Photovoltaik Eigenverbrauch erhöhen kann: einerseits kann man dann Strom verbrauchen, wenn gerade die Sonne scheint, oder man passt sein Nutzungsverhalten nur teilweise an und speichert seinen Überschuss-Strom in einem Stromspeicher.

Stromspeicher gibt es in unterschiedlichen Ausprägungen und Technologievarianten. Die Einbindung eines Speichers, um den Photovoltaik Eigenverbrauch zu erhöhen fällt jedoch stets in eine von zwei Kategorien: Grundsätzlich gibt es zwei Arten der Einbindung von Batteriespeichern; die gleichstromseitige Einbindung (DC-gekoppelt) und die wechselstromseitige Einbindung (AC-gekoppelt).

 

Photovoltaik Eigenverbrauch erhöhen mit der AC-Kopplung

Während bei der DC-Version ein Laderegler für das Batteriemanagement ausreichend ist, braucht die AC-Version zusätzlich einen zweiten Wechselrichter, um den Wechselstrom wieder in Gleichstrom umzuwandeln. Der Nachteil dabei ist ein geringer Wirkungsgradverlust, ein Vorteil hingegen steckt in der Möglichkeit, eine „Winterladung“ aus dem öffentlichen Stromnetz zu beziehen, falls die PV Anlage über mehrere Wochen keinen Strom zur Nachladung liefert. Dies reduziert außerdem die Gefahr einer Tiefentladung der Akkuzellen, dem empfindlichsten Bestandteil eines Batteriespeichers.

AC-Batteriespeicher

Batteriespeicher, die in das Wechselstromnetz eingebunden werden, werden auch AC-gekoppelte Systeme genannt. Die Abkürzung „AC“ steht für „alternating current“, was auf deutsch „Wechselstrom“ bedeutet. Diese Einbindungsvariante empfiehlt sich besonders bei bereits bestehenden PV-Anlagen bzw. für die Speicherung von Strom, der aus anderen Quellen als aus Photovoltaik stammt. Wechselstromseitige Einbindungen sind kompatibel mit Blockheizkraftwerken, Windanlagen, Kleinwasserkraftwerken und vielen anderen Erzeugern.

Die wechselstromseitige Einbindung (AC)

Das Setup einer PV Anlage, um Photovoltaik Eigenverbrauch zu erhöhen, bleibt komplett gleich bestehen; die Strings der PV Module werden in den ein- oder dreiphasigen Wechselrichter geführt. Dieser wandelt den Gleichstrom in Wechselstrom um, damit er, ebenso wie Strom aus dem öffentlichen Netz, von allen Elektrogeräten verwendet werden kann. Das Schöne an diesem Strom ist, er stammt aus Sonnenenergie und erzeugt keine variablen Kosten, keine Abgase und ist immer wieder erneuerbar, so lange die Sonne scheint.

 

Photovoltaik Eigenverbrauch erhöhen AC

 

Durch die wechselstromseitige Einbindung einer Photovoltaikbatterie, kann der Sonnenstrom (oder Strom aus jeder anderen Quelle) auch nachts genutzt werden und erhöht die Unabhängigkeit eines Hauses. Der Nachteil bei AC-gekoppelten Batteriespeichern in Verbindung mit PV Anlagen ergibt sich folgendermaßen: für die Umwandlung des Sonnenstromes in Wechselstrom wird ein Wechselrichter eingesetzt. Im Batteriespeicher wird später wiederum ein Wechselrichter benötigt, um aus dem Gleichstrom, der in den Akkuzellen gespeichert wird, wieder nutzbaren Wechselstrom erzeugt. Durch den zusätzlichen Gerätebedarf erhöhen sich daher sehr wahrscheinlich die Hardwarekosten.

 

AC gekoppelte Batteriespeicher – Die Vorteile

Neben diesem Nachteil, bestechen wechselstromseitige Speicher aber durch eine Vielzahl von Vorteilen:

  1. AC-gekoppelte Batteriespeicher sind überall nachrüstbar
  2. Diese Systeme messen neben der Eigenerzeugung auch den gesamten Stromverbrauch im Haus, was zu mehr Transparenz und damit auch zu mehr Kontrolle über die Energieverwendung führt
  3. Die Installation der PV- oder Energieerzeugungsanlage kann mit jedem beliebigen Wechselrichter ausgeführt werden (selbst Solaroptimierungssysteme sind problemlos mit AC-gekoppelten Batteriespeichern kombinierbar), damit kann man herstellerunabhängig planen
  4. Meistens sind diese Systeme in einem Gehäuse „plug’n’play“ vorbereitet und schnell installiert, Fehler werden dadurch vermieden
  5. Alle Geräteteile, inklusive Wechselrichter und Batteriezellen kommen aus einer Hand und sind perfekt aufeinander abgestimmt
  6. AC-gekoppelte Batteriespeicher sind auch bei Großverbrauchern nachrüstbar und können selbst in Gewerbebetrieben mit hohen Spitzenleistungen installiert werden

 

Photovoltaik Eigenverbrauch erhöhen mit der DC-Kopplung

Photovoltaikbatterien, die direkt an den Photovoltaikwechselrichter angeschlossen werden, werden auch DC-gekoppelte Systeme genannt. Die Abkürzung „DC“ steht für „direct current“, was auf deutsch „Gleichstrom“ bedeutet. Diese Einbindungsvariante wird besonders bei in Planung befindlichen oder erst zu installierenden PV-Anlagen durchgerechnet und in Erwägung gezogen. Durch die Verknüpfung von Inverter (Wechselrichter), Laderegler und Akkuzellen, wird kein weiterer Batteriewechselrichter wie bei der AC-Kopplung benötigt.

Zahlreiche Wechselrichterhersteller haben den Trend in Richtung Batteriespeicher erkannt und bieten solche Systeme, meistens in Kooperation mit unterschiedlichen Blei- und Lithiumzellenherstellern an. Durch die (relativ) freie Kombinationsmöglichkeit von Akkus und Wechselrichter mit Ladefunktion, sind die Zellen leicht nachrüst- und austauschbar, jedoch bei etwas mehr Verkabelungs- und Installationsaufwand.

Die DC Einbindung von PV Batterien

Das Setup einer PV Anlage wird marginal verändert; die Strings der PV Module werden wiederum in den ein- oder dreiphasigen Wechselrichter, der eine Batterieladefunktion unterstützt, geführt. Dieser wandelt den Gleichstrom in Wechselstrom um, wenn er im Hausnetz benötigt wird. Zusätzlich kann der intelligente Wechselrichter den Gleichstrom auch in den Akkuzellen speichern und zu einem späteren Zeitpunkt abrufen. Somit können auch DC-gekoppelte Batteriespeicher den Co2-freien Gratis-strom aus der PV Anlage zwischenspeichern und nachts oder bei Schlechtwetter an den Haushalt abgegeben. Dadurch kann die Unabhängigkeit eines Hauses bei geringeren Kosten signifikant erhöht werden.

Photovoltaik Eigenverbrauch erhöhen DC

 

 

Der Nachteil bei DC-gekoppelten Batteriespeichersystemen in Verbindung mit PV Anlagen liegt in der fehlenden Messung des Wechselstromnetzes im Haus; wenn der Batteriespeicher nicht exakt weiß, wann und wo Strom im Haus gebraucht wird, sind sowohl Energie-Optimierung als auch eine zeitgerechte Stromspeicherung kaum möglich. Die Einsparung des Batteriewechselrichters wird außerdem durch den erhöhten Installationsaufwand finanziell wieder teilweise eingebüßt.

 

DC-gekoppelte PV Batterien – die Vorteile

Neben diesen beiden Nachteilen, bieten DC-gekoppelte Batteriespeicher aber auch einige Vorteile:

  1. DC-gekoppelte PV Batterien sind besonders bei neugeplanten PV Anlagen eine interessante Option
  2. Durch die Verknüpfung von PV Wechselrichter und Akkuzellen erspart man sich den zusätzlichen Batteriewechselrichter
  3. Diese Systeme ermöglichen einen leichten Zugang zu den Akkuzellen und vereinfachen damit einen Wechsel, was besonders bei öfters zu wechselnden Bleibatterien ein Vorteil ist
  4. DC-Kopplungen sind im Durchschnitt etwas billiger als AC-gekoppelte Batteriespeicher

 

Photovoltaik Eigenverbrauch erhöhen und Batteriespeicher auswählen

Bei den heutigen Batteriespeichern für PV Strom haben vor allem österreichische und deutsche Hersteller die Nase vorn. Zahlreiche unterschiedliche Speichersysteme auf Blei- oder auf Lithiumbasis gibt es bereits als Prototypen, in Feldtest oder als serienreife Modelle. Praktisch alle Systeme, die auf einen täglichen Einsatz ausgelegt sind, bedienen sich einer elektrochemischen Speicherung der Energie in Akkuzellen, um den Photovoltaik Eigenverbrauch zu erhöhen. Sie speichern tagsüber den überschüssigen Strom, der zwangsläufig bisher in das Stromnetz eingespeist wurde und nutzen diesen dann am Abend oder in der Nacht, um zugekauften Strom aus dem Netz zu verdrängen. Das hat nicht nur den ideologischen Vorteil, dass der selbst erzeugte Strom nicht verschwendet wird, sondern dass nachts kein Strom unbekannter Herkunft, bzw. aus dem europäischen Strom Mix inklusive Kohle- und Atomstrom, verwendet wird.

Für die elektrochemische Speicherung kommen unterschiedliche Zelltypen mit individuellen Eigenschaften zum Einsatz. Diese Zellen werden für das „primitive“ Speichern des Stroms gebraucht. Neben dieser Basisfunktion, die ein Batteriespeicher erfüllen soll, bieten einige Batteriehersteller außerdem erweiternde Funktionen an. Diese reichen von einer intelligenten Verbrauchssteuerungssoftware, über eine Online-Überwachung der Photovoltaik-Batterie bis hin zu einer unterbrechungsfreien Stromversorgung im Fall einer Versorgungsunterbrechung. Durch diese Funktionserweiterungen dienen moderne Batteriespeicher vielmehr einer ganzheitlichen Eigenverbrauchs-Optimierung als der simplen Speicherung von Strom. So werden beispielsweise Geräte dann aktiviert, wenn mehr Sonnenstrom erzeugt, als im Haushalt oder im Betrieb gebraucht wird. Erst wenn der Grundverbrauch an Strom plus zusätzlich aktivierter Geräte versorgt ist, startet die Batterie mit dem Aufladevorgang.

Photovoltaik Eigenverbrauch erhöhen – Positive Nebeneffekte: geringere Stromkosten und eine Entlastung der Niederspannungsnetze, die teilweise bereits unter erheblichen Druck geraten, wenn bei starkem Sonnenschein und bei viel Wind hunderttausende Ökostromanlagen Elektrizität erzeugen. In Deutschland setzt die Förderfähigkeit einer PV Anlage inzwischen schon voraus, dass die Produktionsspitze von PV Strom zu Mittag entweder vom Netzbetreiber oder vom PV Anlagenbesitzer selbst gedrosselt werden kann, sollte das Stromnetz gerade unter der Ökostromlast „ächzen“. Eine Batterie kann hier unterstützend wirken, indem sie die, meist zu Mittag anfallende, Erzeugungsspitze kappt und den Überschussstrom speichert. Für einige Stromnetzbetreiber ist eine solche Anlagendrosselung sogar Voraussetzung dafür, dass PV Anlagen überhaupt an das Netz angeschlossen werden können, da in manchen Gebieten der PV Ausbauboom dazu geführt hat, dass weitere Ökostromanlagen nur angeschlossen werden können, wenn die Niederspannungsnetze ausgebaut werden. Die Kosten für diesen Ausbau werden dann durch die Tarifierung der Netznutzungsentgelte auf alle Strom Konsumentinnen umgewälzt, was in Zukunft weiteren Zündstoff für Diskussionen rund um das Thema Ökostromförderung bringen wird. PV Batterien können hier deshalb nicht nur technisch, sondern auch sozial als Puffer wirken, da sie dort eingesetzt werden, wo der Strom erzeugt wird: direkt beim PV- oder Windanlagenbetreiber. Dieser optimiert seinen eigenen Verbrauch und vermeidet zusätzliche Kosten, die von der Allgemeinheit aufgefangen werden müssen.

 

Photovoltaik Eigenverbrauch erhöhen mit PV Batterien – die richtige Auswahl

  • die ideale Auswahl Ihres Batteriespeichers in Abhängigkeit von Ihrem Jahresverbrauch in kWh
  • die richtige Bemessung der Zellengröße und damit der Speichertiefe, gemessen am Nachtverbrauch in kWh
  • die passende Speichergröße, verglichen mit der Leistung und der möglichen Produktion Ihrer PV Anlage
  • die optimalen Aufstellung eines Batteriespeichers, um alle Gewährleistungserfordernisse zu erfüllen, die Batteriehersteller voraussetzen und
  • die wichtigsten Tipps zur Erhöhung der Lebensdauer einer PV Batterie, damit Sie bis zu Jahrzehntelang Ihre Unabhängigkeit genießen können.

Erfahren Sie Tipps zur exakten Speicherdimensionierung in meinem Beitrag “Solarakku Dimensionierung“! 

 

2017-09-26T15:25:26+00:00