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Stromspeicher Kennzahlen

Alles zum Thema Kennzahlen und wichtige Kenngrößen von Stromspeichern.

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Stromspeicher Kennzahlen kennen  

Im Zuge von Energiewende und rapide steigenden Strompreisen haben Eigenheimbesitzer den Wunsch, nun auf Photovoltaik umzusteigen. Wer damit erfolgreich sein möchte, setzt sich gern mit der Materie ein wenig auseinander, um einzelne Komponenten von PV-Anlagen zu verstehen. In der jüngsten Vergangenheit kommt immer wieder der Stromspeicher ins Gespräch, denn mit der Fähigkeit, den erzeugten Strom zu speichern und während der Nachtstunden zur Verfügung zu stellen, rückt auch die energetische Autarkie in den Vordergrund. Dieser Beitrag soll Ihnen einen Überblick über wichtige Kennzahlen der Stromspeicher vermitteln. Sollten Sie darüber hinaus weitere Fragen haben, steht Ihnen unser Netzwerk aus Solarteuren und Photovoltaik Firmen gern in einem persönlichen Gespräch zur Verfügung. 

Technische Kennzahlen eines Stromspeichers

Stromspeicher sind für uns völlig neue Geräte, die wir erst einmal in ihren Grundeigenschaften kennenlernen müssen. Oder wissen Sie, welche Art Strom in einem PV-Energiespeicher gespeichert wird? Machen wir es kurz, es ist Gleichstrom. Einige wichtige Eckpunkte stellen wir Ihnen hier vor. 

Die Speicherkapazität 

Die Speicherkapazität wird häufig auch als Nenn- oder Batteriekapazität bezeichnet. Ihr Nennwert gibt an, wieviel Strom überhaupt mit einer vollständigen Aufladung gespeichert werden kann. Ein wesentlicher Faktor, wenn es darum geht, den Strombedarf des Hauses und der Familie zu berechnen. Seitens der Hersteller wird die Speicherkapazität in Kilowattstunden angegeben. Bei der Nennkapazität bedarf es einem Hinweis des Herstellers, der eine Empfehlung ausspricht, wie hoch die PV-Leistung der Batterie sein sollte. 

Stromspeicher Kenngrößen
Photovoltaik Anlage inkl. Stromspeicher.

Die Batterietechnologie

Der Batteriespeicher arbeitet auf einer Grundlage von Lithium-Ionen oder einer Blei-Basis. Seit einigen Jahren bereits bekannt, sind Blei-Akkus schon länger in der Erprobungsphase als Lithium-Ionen-Speicher. Sie zeigen jedoch schon in den ersten Jahren einen deutlich höheren Wirkungsgrad, sind länger haltbar aber auch in der Anschaffung teurer.

1-phasige oder 3-phasige Stromspeicher?

Es gibt zwei Möglichkeiten, den erzeugten Strom in das Hausnetz oder öffentliche Stromnetz zu speisen: Über eine oder drei Phasen. Warum dieser Punkt wichtig ist, zeigt ein einfaches Beispiel bei einem Stromausfall. Haben Sie einen 1-phasigen Stromspeicher kann dieser 3-phasige Geräte im Haus nicht mit Strom versorgen. Wichtige Geräte wie die Kochplatte oder der Kühlschrank würden bei einem Stromausfall nicht funktionieren. Ebenso wichtig ist diese Frage bei der Einspeisung ins öffentliche Stromnetz. Denn Photovoltaikanlagen müssen den Strom 3-phasig einspeisen. Auch die meisten Elektroautos werden 3-phasig aufgeladen. Der 1-phasige Stromspeicher wird deshalb wohl die Ausnahme bleiben und sollte im Falle einer Nutzung zwingend mit dem Netzbetreiber besprochen werden.

Der Volleinspeiser 

Bei den Volleinspeisern handelt es sich um Stromspeicher, die den zuvor erzeugten Solarstrom sofort in das Netz einspeisen können. Ein AC-gekoppelter Energiespeicher benötigt dabei jedoch einen weiteren Zähler, der verhindern soll, dass Strom aus dem Netz geladen und dann als Solarstrom wieder eingespeist wird.

Die anwendbare Speicherkapazität bzw. Batteriekapazität

Wie so oft in der Technik, behandeln wir die technische Speicherkapazität eines Stromspeichers als theoretischen Wert. Denn er muss darüber hinaus in seiner Entladetiefe Beachtung finden. Tatsächlich gibt die reale Kapazität einer Solarbatterie zuvor eine anwendbare Speicherkapazität an. Ein Stromspeicher mit der Kapazität von 9 kWh und einer Entladetiefe von 80 % kann genau genommen nur 7,2 kWh speichern. Solche Fakten sind bei der Planung von Photovoltaikanlagen mit Stromspeicher wichtig, um den tatsächlich notwendigen Bedarf herauszuarbeiten und innerhalb der PV-Anlage zu konzipieren. 

Die Entladetiefe 

Geschieht eine sogenannte Tiefenentladung kann das den Stromspeicher schädigen. Aus diesem Grund wurde eine Entladetiefe entwickelt, die dafür sorgt, dass die Solarbatterie auf weniger als 100 % entladen wird. Diese Entladetiefe (auch als DoD bezeichnet), unterscheidet sich zwischen den Herstellern. Bei Entladetiefen zwischen 50 % und 90 % oder mehr kann vorerst von der gespeicherten Strommenge nur entnommen werden, bis dieser Wert unter 50 % gesunken ist. 

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Systemwirkungsgrad

Die Steuerung eines Stromspeichers erfolgt über elektronische Laderegler bzw. Batteriewechselrichter. Als elektrochemische Speicher ist es ein normaler Vorgang, dass sich daraus minimale Leistungsverluste ergeben, die im einstelligen Prozentsatz liegen. Momentan sind die Angaben der Hersteller zu diesem Systemwirkungsgrad einer Solarbatterie noch nicht standardisiert. Wichtig ist, dass einerseits der Zyklenwirkungsgad sowie die Teilwirkungsgrade unterschiedlicher elektronischer Komponenten Teil des gesamten Systemwirkungsgrad sind.

Der Vollzyklus

Der Vollzyklus bezeichnet den Vorgang, eine Solarbatterie bis zur Entladetiefe zu entladen um sie im Anschluss wieder vollständig aufzuladen. Laut Entwickler und Herstellern gehört diese Anwendung rein theoretisch zu den Grundlagen einer Solarbatterie.

Der Kleinstzyklus

Bei einem Kleinstzyklus wird die Solarbatterie nur in geringem Masse ent- und wieder aufgeladen. Bisher ist noch nicht ausreichend erforscht, welche positiven oder negativen Auswirkungen dieser Kleinstzyklus auf die Alterung eines Stromspeichers hat.

Maximale Lade- und Entladeleistung und C-Rate

Größere elektrische Geräte erreichen während ihrer Nutzung kurzzeitig eine Lastspitze, bei der sie für kurze Augenblicke sehr viel Strom verbrauchen. Bisher ist an der maximalen Entladeleistung in kW ersichtlich, ob diese Lastspitzen durch den Stromspeicher komplett abgedeckt werden können. Die sogenannte C-Rate gibt dabei an, wie schnell die Solarbatterie während dieses Vorgangs entladen wird. Wir eine Entladung innerhalb einer Stunde erreicht, so spricht man vom Wert 1C. Die maximale Ladeleistung wiederum zeigt an, wie schnell der Batteriespeicher anschließend wieder aufgeladen werden kann.

Anzahl der Vollzyklen | Zyklenlebensdauer 

Die Anzahl der Vollzyklen in Verbindung mit der Zyklenlebensdauer ist eine wichtige Komponente, die im Zusammenhang mit der gesamten Nutzungszeit des Solarspeichers steht. Grundsätzlich geben alle Hersteller an, für wie viele Vollzyklen eine Solarbatterie ausgelegt ist. Momentan erreichen viele Stromspeicher eine Zyklenlebensdauer bis zu 7000 Vollzyklen. Nach Erreichen der angegebenen Vollzyklen arbeiten Solarbatterien noch immer mit einer Kapazität von 80 % der ursprünglichen Leistung und können deshalb auch weiterhin genutzt werden. 

Die kalendarische Lebensdauer

Neben der Zyklenlebensdauer wird von den Herstellern auch die kalendarische Lebensdauer beziffert. Eine Solarbatterie, die weder geladen noch entladen wurde, hat nach dem Ablauf der kalendarischen Lebenszeit noch immer 80 % ihrer angegebenen Nennleistung. Dieser Wert ist ebenfalls interessant, denn bei einer geringen kalendarischen Lebensdauer tauschen einige Hersteller die Solarbatterie kostenfrei für den Benutzer aus. 

Stromspeicher Kennzahlen
Stromspeicher für Photovoltaikanlagen auf Einfamilienhäuser.

Die Gebrauchsdauer  

In ähnlicher Weise wie die nutzbare Speicherkapazität stellt auch die Gebrauchsdauer einen praktischen Parameter beim Solarspeicher dar. Dabei wird vermutet, wie viel Vollzyklen der Batteriespeicher im Jahr durchlaufen wird. So wurde beispielsweise angenommen, dass die vollständige Entladung und Aufladung rund 200 Mal im Jahr geschieht. Anhand dieser Werte von 7000 Vollzyklen kann eine Gebrauchsdauer von ca. 35 Jahren berechnet werden. 

Die Notstromoption 

Entsteht ein plötzlicher Stromausfall im Haus übernimmt die Solarbatterie im Bruchteil einer Sekunde die Stromversorgung. Das Gebäude wird in diesem Moment mit der Photovoltaikanlage als Inselbetrieb versorgt. Bei dieser Notstromoption ist es erforderlich, dass sowohl Solarbatterie als auch sämtliche Elektrogeräte im Haus 3-phasig laufen. 

Die AC / DC Kopplung 

Stromspeicher können nach dem Wechselrichter der Photovoltaikanlage im Wechselstromkreis als AC-gekoppelt werden oder vor dem Wechselrichter, dann ist es eine DC-Kopplung. Solarbatterien laden immer Gleichstrom, weshalb AC-gekoppelte Systeme mit einem Konverter ausgestattet werden. Dieser wandelt den Wechselstrom zum Aufladen der Solarbatterie in Gleichstrom um. Bei der Entladung wird dieser Gleichstrom wieder in Wechselstrom umgewandelt. Systeme mit einer DC-Kopplung benötigen diesen Konverter nicht. Aufgrund dessen haben wir hier einen leicht höheren Wirkungsgrad des Batteriespeichers. 

Wichtige Stromspeicher Kennzahlen im Alltag

Der Autarkiegrad

Der Autarkiegrad sagt aus, wieviel des erzeugten Solarstroms selbst verbraucht werden kann. Wer einen möglichst hohen Eigenverbrauchsanteil wünscht, sollte die Photovoltaikanlage mit einem Experten fachgerecht planen. 

Der Eigenverbrauchsanteil 

Der Eigenverbrauchsanteil beschreibt, wieviel des selbst erzeugten Solarstroms durch die Nutzung des Stromspeichers selbst verbraucht werden kann. Um einen möglichst hohen Eigenverbrauch zu erzielen, muss die Photovoltaikanlage mit allen Komponenten präzise geplant werden. 

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