Eine Photovoltaikanlage produziert besonders dann viel Strom, wenn die Sonne scheint. Genau zu dieser Zeit ist der Stromverbrauch im Haushalt jedoch nicht immer am höchsten. Ein Stromspeicher kann überschüssigen Solarstrom aufnehmen und später wieder zur Verfügung stellen. Wer bereits eine Photovoltaikanlage besitzt, muss dafür nicht zwangsläufig die komplette Anlage austauschen. Ein Stromspeicher lässt sich bei vielen bestehenden Anlagen nachrüsten.
Wie die Nachrüstung funktioniert, hängt vor allem vom vorhandenen Wechselrichter, der PV-Anlage und dem gewünschten Speichersystem ab. Besonders wichtig ist die Frage, ob ein AC-gekoppelter oder DC-gekoppelter Speicher eingesetzt werden soll.
Warum einen Stromspeicher nachrüsten?
Ohne Batteriespeicher wird überschüssiger Solarstrom einer PV-Anlage häufig ins öffentliche Stromnetz eingespeist. Gleichzeitig muss der Haushalt am Abend oder in der Nacht Strom aus dem Netz beziehen, wenn die Solarmodule keinen Strom produzieren.
Ein Speicher verändert diesen zeitlichen Ablauf.
Überschüssiger Solarstrom kann tagsüber zunächst die aktuellen Verbraucher versorgen. Wenn mehr Solarstrom erzeugt wird als gerade benötigt wird, kann ein Teil davon in die Batterie fließen. Später kann die gespeicherte Energie beispielsweise für Beleuchtung, Haushaltsgeräte oder andere elektrische Verbraucher genutzt werden.
Das Fraunhofer ISE beschreibt Batteriespeicher als wichtigen Bestandteil moderner Energiesysteme und untersucht unter anderem deren Integration und Betriebsführung. Auch die Verbraucherzentrale weist darauf hin, dass Batteriespeicher dazu dienen können, Solarstrom zu speichern und später im Haushalt zu nutzen.
Für Besitzer einer bestehenden PV-Anlage stellt sich deshalb häufig nicht die Frage, ob überhaupt ein Speicher möglich ist, sondern welche technische Lösung zur vorhandenen Anlage passt.
Schritt 1: Die bestehende Photovoltaikanlage prüfen
Bevor ein Speicher ausgewählt wird, sollte zunächst die vorhandene PV-Anlage genau betrachtet werden.
Wichtig sind unter anderem:
- Leistung der Photovoltaikanlage
- Alter und Modell des Wechselrichters
- vorhandener Wechselrichtertyp
- jährlicher Stromverbrauch
- bisheriger Eigenverbrauch
- Stromerzeugung über das Jahr
- vorhandener Zählerschrank
- Platz für Batterie und Technik
- gewünschte Notstrom- oder Ersatzstromfunktion
Besonders der Wechselrichter spielt eine wichtige Rolle.
Einige Wechselrichter sind bereits für die Kombination mit einem Batteriespeicher vorbereitet. Bei anderen Anlagen kann ein zusätzlicher Speicherwechselrichter erforderlich sein.
Deshalb sollte man nicht einfach einen Batteriespeicher kaufen und erst anschließend prüfen, ob er zur bestehenden PV-Anlage passt.
Schritt 2: AC- oder DC-gekoppelten Speicher auswählen
Bei der Nachrüstung bestehender Photovoltaikanlagen begegnen Hausbesitzer vor allem zwei Varianten: AC-Kopplung und DC-Kopplung.
Die Verbraucherzentrale erklärt den Unterschied anhand des Weges, den der Solarstrom zwischen PV-Anlage, Batterie und Haushalt nimmt.
AC-gekoppelter Stromspeicher
Bei einem AC-gekoppelten System befindet sich der Batteriespeicher auf der Wechselstromseite.
Die vorhandene PV-Anlage kann ihren Solarstrom weiterhin über den bestehenden PV-Wechselrichter in Wechselstrom umwandeln. Ein zusätzlicher Speicherwechselrichter übernimmt die Aufgabe, den Strom für die Batterie umzuwandeln und bei Bedarf wieder für das Hausnetz bereitzustellen.
Der große Vorteil dieser Variante liegt häufig in der Nachrüstbarkeit.
Da der Speicher nicht zwingend den bestehenden PV-Wechselrichter ersetzen muss, kann eine AC-Lösung bei einer bereits vorhandenen PV-Anlage technisch interessant sein.
DC-gekoppelter Stromspeicher
Bei einem DC-gekoppelten System wird der Solarstrom auf der Gleichstromseite gespeichert.
Dafür wird häufig ein sogenannter Hybridwechselrichter eingesetzt, der sowohl die PV-Module als auch die Batterie verwalten kann.
Der Vorteil: Der Solarstrom kann mit weniger Umwandlungsschritten in die Batterie gelangen. Die Verbraucherzentrale weist darauf hin, dass DC-gekoppelte Systeme im Durchschnitt etwas geringere Umwandlungsverluste haben können. AC-gekoppelte Systeme sind dagegen häufig flexibler bei der Kombination mit bereits bestehenden PV-Anlagen.
Welche Variante sinnvoller ist, hängt deshalb stark von der vorhandenen Anlage ab.
Schritt 3: Den passenden Speicher dimensionieren
Ein häufiger Fehler bei der Planung besteht darin, ausschließlich auf eine möglichst große Batterie zu achten.
Mehr Speicherkapazität bedeutet nicht automatisch eine bessere Lösung.
Entscheidend ist, wie viel Solarstrom überhaupt zur Verfügung steht und wie viel Strom der Haushalt zu unterschiedlichen Tageszeiten verbraucht.
Ein Haushalt mit relativ geringem Stromverbrauch benötigt unter Umständen keine sehr große Batterie. Bei einem höheren Verbrauch kann eine größere Kapazität dagegen sinnvoll sein.
Auch die Leistung des Speichers ist wichtig.
Die Kapazität wird normalerweise in Kilowattstunden (kWh) angegeben. Sie beschreibt vereinfacht, wie viel Energie die Batterie speichern kann.
Die Leistung wird in Kilowatt (kW) angegeben. Sie beschreibt, wie viel elektrische Leistung das System zu einem bestimmten Zeitpunkt aufnehmen oder abgeben kann.
Beide Werte sollten zur PV-Anlage und zum Verbrauchsprofil passen.
Schritt 4: Den tatsächlichen Stromverbrauch analysieren
Vor der Nachrüstung lohnt sich ein Blick auf den bisherigen Stromverbrauch.
Besonders interessant ist die Frage:
Wie viel Strom wird tagsüber verbraucht und wie viel am Abend oder in der Nacht?
Wer tagsüber regelmäßig zu Hause arbeitet, Waschmaschine, Spülmaschine oder andere Geräte während der Solarproduktion betreibt, kann bereits einen relativ hohen direkten Eigenverbrauch haben.
Wer dagegen tagsüber kaum zu Hause ist und einen großen Teil des Stroms morgens, abends oder nachts benötigt, hat grundsätzlich mehr Möglichkeiten, Solarstrom zeitlich zu verschieben.
Auch Wärmepumpe, Elektroauto oder andere größere elektrische Verbraucher verändern das Verbrauchsprofil.
Die Speichergröße sollte deshalb nicht isoliert betrachtet werden.
Schritt 5: Platz und technische Voraussetzungen prüfen
Ein Batteriespeicher benötigt einen geeigneten Aufstellort.
Dabei müssen unter anderem die Herstellerangaben, Umgebungsbedingungen, Montagevorgaben und elektrischen Anforderungen berücksichtigt werden.
Auch der vorhandene Zählerschrank kann relevant sein.
Der VDE weist darauf hin, dass Änderungen oder Erweiterungen einer bestehenden Kundenanlage Auswirkungen auf bestehende Zählerplätze haben können. Bei Erweiterungen muss deshalb geprüft werden, ob die elektrische Anlage den aktuellen technischen Anforderungen entsprechend angepasst werden muss.
Das ist ein wichtiger Punkt bei älteren PV-Anlagen.
Die Nachrüstung eines Speichers ist deshalb keine reine Frage des Batteriegehäuses. Das gesamte elektrische System muss betrachtet werden.
Schritt 6: Angebote vergleichen
Bei Angeboten für Stromspeicher sollte nicht nur der Preis betrachtet werden.
Sinnvolle Vergleichspunkte sind beispielsweise:
- nutzbare Speicherkapazität
- Lade- und Entladeleistung
- Wirkungsgrad des Gesamtsystems
- kompatible Wechselrichter
- Garantiebedingungen
- Erweiterbarkeit
- Platzbedarf
- Energiemanagement
- mögliche Ersatzstromfunktion
- Installationsaufwand
Besonders wichtig ist die Unterscheidung zwischen brutto angegebener Kapazität und tatsächlich nutzbarer Kapazität.
Zwei Batterien mit beispielsweise 10 kWh Nennkapazität müssen deshalb nicht zwangsläufig exakt dieselbe nutzbare Energiemenge bereitstellen.
Schritt 7: Wirtschaftlichkeit berechnen
Ob sich ein Stromspeicher wirtschaftlich lohnt, lässt sich nicht allein anhand der Speicherkapazität beantworten.
Entscheidend sind unter anderem:
- Anschaffungskosten
- Installationskosten
- zusätzlicher Eigenverbrauch
- Stromverbrauch des Haushalts
- PV-Ertrag
- Lade- und Entladeverluste
- Lebensdauer des Speichers
- mögliche Erweiterungen der PV-Anlage
Eine einfache Beispielrechnung kann das Prinzip verdeutlichen.
Angenommen, eine bestehende PV-Anlage produziert in einem Jahr 10.000 kWh Solarstrom. Wenn durch einen Speicher zusätzlich 500 kWh Solarstrom zeitlich im Haushalt genutzt werden können, entspricht das in diesem vereinfachten Beispiel einer zusätzlichen Nutzung von 5 % der ursprünglichen Jahresproduktion.
Bei 1.000 kWh wären es entsprechend 10 %.
Das sind reine Rechenbeispiele und keine typische oder garantierte Speicherleistung. Wie viel zusätzlicher Solarstrom tatsächlich genutzt werden kann, hängt vom individuellen Erzeugungs- und Verbrauchsprofil ab.
Stromspeicher nachrüsten: Was kostet das?
Die Kosten einer Nachrüstung hängen stark von der gewünschten Kapazität, dem Speichersystem und dem Installationsaufwand ab.
Bei einer bestehenden PV-Anlage können außerdem zusätzliche Komponenten erforderlich sein.
Ein AC-gekoppelter Speicher kann beispielsweise einen eigenen Batterie-Wechselrichter benötigen. Bei einer DC-Lösung kann dagegen ein Austausch oder eine Erweiterung der Wechselrichtertechnik relevant werden.
Deshalb sollte ein Angebot immer als Gesamtsystem betrachtet werden.
Ein vermeintlich günstiger Speicher kann am Ende teurer werden, wenn zusätzliche elektrische Komponenten, Umbauten oder Anpassungen notwendig sind.
Für den Vergleich von PV- und Speicherinvestitionen ist daher eine konkrete Planung sinnvoller als die Betrachtung eines einzelnen Euro-pro-kWh-Wertes.
Wann ist das Nachrüsten besonders interessant?
Eine Nachrüstung kann besonders interessant sein, wenn eine bereits vorhandene PV-Anlage noch viele Jahre genutzt werden soll und regelmäßig Solarstrom zu Zeiten erzeugt, in denen im Haushalt wenig Verbrauch stattfindet.
Auch bei einem Haushalt mit höherem Abend- und Nachtverbrauch kann ein Speicher grundsätzlich eine passende Ergänzung sein.
Anders sieht die Situation aus, wenn bereits ein großer Teil des Solarstroms direkt verbraucht wird.
Dann sollte besonders genau geprüft werden, wie viel zusätzliche Nutzung durch einen Batteriespeicher überhaupt möglich ist.
Was ist mit einer alten Photovoltaikanlage?
Auch ältere PV-Anlagen können grundsätzlich mit einem Batteriespeicher kombiniert werden.
Allerdings muss die vorhandene Technik genau geprüft werden.
Bei älteren Wechselrichtern kann beispielsweise eine direkte Speicherintegration nicht möglich sein. In diesem Fall kann eine AC-gekoppelte Lösung eine Option darstellen.
Bei einer älteren Anlage sollte außerdem geprüft werden, ob sich gleichzeitig andere Komponenten modernisieren lassen.
Eine Speicher-Nachrüstung kann dadurch Teil einer größeren technischen Erneuerung werden.
Stromspeicher nachrüsten: Ein sinnvoller Ablauf
Wer einen Speicher nachrüsten möchte, kann sich an dieser Reihenfolge orientieren:
1. PV-Anlage dokumentieren
Wechselrichter, Module, Leistung und Baujahr erfassen.
2. Stromverbrauch analysieren
Jahresverbrauch und möglichst auch Tagesverlauf betrachten.
3. Speicherlösung bestimmen
AC- und DC-Kopplung miteinander vergleichen.
4. Kapazität dimensionieren
Nicht maximal groß planen, sondern passend zum tatsächlichen Verbrauch.
5. Installation prüfen
Zählerschrank, Leitungen, Schutztechnik und Aufstellort berücksichtigen.
6. Angebote einholen
Nicht nur den Batteriepreis, sondern die komplette Installation vergleichen.
7. Wirtschaftlichkeit berechnen
Kosten und erwartete zusätzliche Solarstromnutzung gegenüberstellen.
8. Anmeldung und Dokumentation beachten
Bei netzgekoppelten Batteriespeichern gelten in Deutschland Registrierungspflichten. Die Verbraucherzentrale weist darauf hin, dass neue Batteriespeicher innerhalb eines Monats nach Inbetriebnahme im Marktstammdatenregister eingetragen werden müssen.
Häufige Fragen zum Nachrüsten eines Stromspeichers
Kann man jede Photovoltaikanlage mit einem Speicher nachrüsten?
Nicht jede Anlage lässt sich mit jedem Speicher direkt kombinieren. Entscheidend sind unter anderem Wechselrichter, Systemarchitektur und technische Kompatibilität. Bei bestehenden PV-Anlagen können AC-gekoppelte Lösungen eine Möglichkeit für die Nachrüstung sein.
Muss der vorhandene Wechselrichter ausgetauscht werden?
Nicht unbedingt. Bei bestimmten AC-gekoppelten Systemen kann der vorhandene PV-Wechselrichter weiter verwendet werden. Bei DC-gekoppelten Lösungen kann dagegen ein kompatibler Hybridwechselrichter erforderlich sein.
Ist ein größerer Stromspeicher automatisch besser?
Nein. Eine zu große Batterie kann dazu führen, dass ein erheblicher Teil ihrer Kapazität nur selten genutzt wird. Die Dimensionierung sollte sich deshalb am Zusammenspiel von PV-Erzeugung und Stromverbrauch orientieren.
Kann ein nachgerüsteter Speicher Notstrom liefern?
Das hängt vom jeweiligen System ab. Ein Batteriespeicher allein bedeutet nicht automatisch, dass bei einem Stromausfall das gesamte Haus weiter mit Energie versorgt wird. Dafür müssen entsprechende Funktionen und Komponenten vorhanden sein.
Lohnt sich die Nachrüstung bei einer älteren PV-Anlage?
Das hängt vom Zustand und Alter der Anlage, dem Stromverbrauch, der vorhandenen Wechselrichtertechnik und den Kosten der Nachrüstung ab. Eine individuelle Berechnung ist sinnvoller als eine pauschale Aussage.
Quellen und weiterführende Informationen
Für diesen Artikel wurden unter anderem Informationen der Verbraucherzentrale, des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE und des VDE herangezogen.
Die Verbraucherzentrale erklärt insbesondere die Unterschiede zwischen AC- und DC-gekoppelten Speichern sowie wichtige Aspekte bei der Wirtschaftlichkeit von Batteriespeichern.
Das Fraunhofer ISE veröffentlicht Daten zur Entwicklung von Photovoltaik- und Batteriespeichern in Deutschland und beschäftigt sich mit der Integration und Betriebsführung von Batteriespeichern.
Der VDE informiert über technische Anforderungen bei Änderungen und Erweiterungen bestehender elektrischer Anlagen, darunter auch die Integration von Batteriespeichern.
Fazit: Schritt für Schritt zur passenden Speicherlösung
Einen Stromspeicher nachzurüsten ist bei vielen bestehenden Photovoltaikanlagen möglich. Entscheidend ist jedoch nicht allein die Größe der Batterie.
Zuerst sollte die vorhandene PV-Anlage analysiert werden. Danach folgen die Auswahl zwischen AC- und DC-Kopplung, die Dimensionierung des Speichers, die Prüfung der elektrischen Installation und schließlich ein Vergleich der Gesamtkosten.
Wer diese Schritte in der richtigen Reihenfolge durchgeht, kann besser einschätzen, welche Speicherlösung zur eigenen Photovoltaikanlage passt und welche zusätzlichen technischen Anpassungen erforderlich sind.
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