Solarenergie speichern

Solarenergie hat den besonderen Vorteil, dass sie im Vergleich zu Wasser- und Windkraft deutlich einfacher und effektiver auch von Privathaushalten erzeugt und genutzt werden kann. Die bislang am häufigsten gewonnenen Arten der Solarenergie sind Solarstrom und Solarthermie. Daneben gibt es weitere innovative Konzepte zur Nutzung der Kraft, welche die Sonne zu bieten hat. Wir stellen nachfolgend die wichtigsten Technologien vor.

Solarstrom speichern mit PV-Speicher

In Deutschland sind bereits zahlreiche Dächer mit Photovoltaikanlagen ausgestattet. Was aber, wenn das Dach zwar für eine Solaranlage geeignet ist, die Sonne aber mal nicht scheint, wie etwa nachts oder in der dunklen Winterzeit? Kann Solarstrom gespeichert werden? Die Antwort lautet ja, denn auch für private Haushalte gibt es geeignete Stromspeicher auf dem Markt, dank derer Haushalte bis zu 80 % vom Gesamtverbrauch mit Eigenstrom sicherstellen können.

Ein Solarstromspeicher kann direkt zusammen mit einer Photovoltaikanlage gekauft, oder – bei bereits vorhandener Solaranlage – nachträglich erworben werden. Auch eine Nachrüstung zahlt sich bei adäquater Planung stets aus.

Wer bereits eine Photovoltaikanlage ohne Speichermöglichkeit sein Eigen nennt, kennt das Prinzip: Die Solaranlage erzeugt an sonnenreichen Tagen Strom, der durch den Direktverbrauch gängige Haushaltsgeräte wie Waschmaschinen, Wäschetrockner und Kühlschränke versorgt. Bei Vorhandensein eines Stromspeichers wird zusätzlich noch überschüssiger Solarstrom zu einem späteren Zeitpunkt nutzbar.

Setzt draußen die Dämmerung ein, kann der gespeicherte Solarstrom für die benötigte Elektrizität in den eigenen vier Wänden vom Stromspeicher abgegeben werden. Inzwischen ist es für Besitzer einer Photovoltaikanlage sogar rentabler, den überschüssigen Solarstrom nicht in das öffentliche Stromnetz einzuspeisen, sondern für den späteren Eigenbedarf zu speichern. Das liegt daran, dass die Vergütung, die sie durch die Einspeisung des Ökostroms erhalten, stetig sinkt.

Ein Stromspeicher fördert also den Eigenverbrauch des selbst produzierten Solarstroms und macht den Besitzer damit zu großen Teilen autark vom öffentlichen Stromnetz. Das kann sich finanziell auch deshalb lohnen, weil der Solarstrom im Gegensatz zu den Strompreisen der Stromversorger konstant günstig bleibt, sobald sich die Anschaffungskosten einer Solaranlage einmal amortisiert haben.

Zugleich ist die Speicherung von Solarenergie vorteilhaft für die Umwelt, da sie den Weg dafür ebnet, auf Dauer Kohle- und Atomstrom durch klimafreundlichen Ökostrom zu ersetzen.

Sonnenenergie speichern: Solarstrom in der Solar-Cloud

Eine weitere Möglichkeit, Solarstrom zu speichern, bietet ein virtueller Speicher, der beispielsweise auf photovoltaikforum.com diskutiert wird. Hierbei kann der Verbraucher eine sogenannte „Solar-Cloud“ bei einem Energieversorger oder Solarenergie-Speicherhersteller mieten. Auf den darin virtuell gespeicherten Solarstrom kann der Verbraucher dann zum Beispiel im Winter zurückgreifen. Und besteht am Jahresende ein Überschuss an gespeicherter elektrischer Solarenergie in der Cloud, wird der Kunde dafür ausbezahlt.

Im Gegensatz zu der einmaligen Anschaffung eines Batteriespeichers fällt bei dieser Form der Speicherung von Strom aus einer Solaranlage allerdings eine monatliche Grundgebühr an. Zudem sollten sich Verbraucher vorab gründlich darüber informieren, wie der von ihnen gewählte Solar-Cloud-Anbieter verfährt, wenn sie am Ende des Jahres keinen Überschuss an Strom erwirtschaftet haben. Verbraucht ein Haushalt mehr Strom, als er in die Solar-Cloud eingespeist hat, verlangen die Cloud-Betreiber für den zusätzlich benötigten Strom häufig einen weitaus höheren Preis pro kWh, als dies bei konventionellen Stromanbietern der Fall ist.

Speicherung von Solarenergie mit einem Heizstab

Mit der Energie der PV-Anlage lässt sich auch die Warmwasserbereitung umsetzen. Dafür bietet sich ein Heizstab an mit dem das Wasser in einem Pufferspeicher erhitzt wird. Für den Heizvorgang wird der Solarstrom aus der Anlage verwendet.

Die Technik kann für die Heizkörper im Haus oder für das Trinkwasser in Küche und Bad verwendet werden.Dank einer guten Isolierung des Pufferspeichers steht das warme Wasser auch dann noch zur Verfügung, wenn die Sonne nicht mehr scheint. Eine alternative Möglichkeit zum Heizen mittels Solarstrom bietet der Betrieb einer Wärmepumpe.

Solaranergie speichern via Solarthermie

Sonnenenergie kann auch im Rahmen von Solarthermie dafür genutzt werden, Wasser zu erhitzen. Dafür braucht es auf dem Dach sogenannte Solarkollektoren. Diese können als preisgünstigere Flachkollektoren oder als etwas teurere, aber dafür leistungsfähigere Röhrenkollektoren ausgeführt sein.

Die Erwärmung des Wassers funktioniert hier direkt durch die Sonneneinstrahlung. Das warme Wasser kann  – ähnlich wie bei einem Heizstab – in einem Pufferspeicher aufbewahrt werden. Der Unterschied besteht darin, dass bei der Solarthermie die Wärme von den Sonnenkollektoren über Rohrleitungen direkt in den Speicher übergeht.

Wie der Pufferspeicher technisch ausgeführt ist, hängt davon ab, ob man mit der Solarenergie entweder das Brauchwasser erwärmen oder die Heizungsanlage unterstützen will. Es kann überdies auch beides gleichzeitig per Solarthermie erfolgen. In diesem Fall empfiehlt sich ein sogenannter Kombispeicher. Dieser benötigt nicht nur weniger Platz als zwei separate Speicher, sondern ist auch effizienter, da die Wärmeverluste beim Speichern deutlich geringer sind.

Da die Speicherung von Solarenergie ein entscheidender Faktor für die effektive Nutzung von Sonnenenergie ist, werden fortlaufend neue Speichermöglichkeiten entwickelt und getestet. Verfahren der Solarenergie-Speicherung bestehen beispielsweise darin,

• Sonnenenergie per Elektrolyse in Wasserstoff umzuwandeln, um diesen zunächst zu speichern und ihn dann bei Bedarf mittels einer Brennstoffzelle wieder in Energie zu transformieren (Power-to-Gas-Verfahren) oder direkt zu verbrennen,
• mit Solarenergie während der Sommermonate erwärmtes Wasser unter Verwendung eines Erdsondenspeichers im Boden zu speichern, um die Wärme im Winter für den Verbraucher verfügbar zu machen, oder
• die Sonnenenergie in einem chemischen Molekül zu speichern, das die Wärme wieder abgeben kann, wenn es durch einen Katalysator aktiviert wird.
• die Sonnenenergie mittels künstlicher Photosynthese als Glukose (ein energiereicher Zucker) speichern