Stromspeicher nachrüsten bei bestehender PV-Anlage

Sinkende Einspeisevergütung und steigende Strompreise machen den Eigenverbrauch von Solarstrom attraktiver. Denn wer mehr vom eigenen Strom vom Dach verbraucht, spart bares Geld. Erhöhen lässt sich der Eigenverbrauch, indem bestehende PV-Anlagen mit einem Stromspeicher nachgerüstet werden.
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    Stromspeicher nachrüsten bei bestehenden Photovoltaikanlagen

    Betreiber von Photovoltaikanlagen können ihren Solarstrom meist nur zu 20 bis 30 Prozent selbst nutzen. Tagsüber wenn die Sonne scheint, ist der Verbrauch in der Regel gering. Abends und nachts steigt der Bedarf aber der Solarertrag ist gering. Mit einem Batteriespeicher lässt sich das ändern. Der Stromspeicher muss nicht zwangsläufig mit der PV-Anlage angeschafft werden, die meisten Akkus lassen sich auch nachrüsten.

    Wann lohnt es sich, über die Nachrüstung eines Stromspeichers nachzudenken?

    Ohne Energiemanagement und Solarspeicher verbraucht ein Haushalt weniger als ein Drittel vom selbst produzierten PV-Strom. Mehr als zwei Drittel des Stroms werden ins Netz eingespeist und mit der Einspeisevergütung mittlerweile nur noch dürftig entlohnt. Der staatlich garantierte Vergütungssatz liegt für neu angemeldete Solaranlagen schon seit einiger Zeit unter 10 Cent / kWh.

    Strom, der aus dem Netz zugekauft werden muss, kostet um die 30 Cent / kWh. Jede gespeicherte Kilowattstunde Strom bringt somit eine Ersparnis von 20 Cent. Hat die Photovoltaikanlage eine Größe von 6 kW produziert sie im Jahr ca. 6.000 kWh Strom. Bisher konnten davon ca. 1.500 verbraucht werden. Theoretisch ließe sich der gesamte Reststrom speichern, doch in der Praxis ist das meist nicht wirtschaftlich. Als Faustregel gilt, dass sich mit einem wirtschaftlich arbeitenden Speicher der Eigenverbrauch auf 50 bis 80 Prozent steigern lässt. Daraus und aus der Annahme eines jährlichen Stromverbrauchs des Haushaltes von 4.500 kWh ergibt sich folgende Abschätzung:

     Ohne Speicher (25 %)50% Eigenverbrauch80 % Eigenverbrauch
    Eigenverbrauch / kWh1.5003.0004.800
    Einspeisung / kWh4.5003.0001.200
    Einspeisevergütung / €450300120
    Zukauf Netzstrom / kWh3.0001.5000
    Kosten Netzstrom / €9004500
    Gesamtkosten / €450150-120

    Das Beispiel zeigt, dass der Haushalt ohne Stromspeicher noch 450 Euro Stromkosten im Jahr hat, der Haushalt mit einer Eigenversorgungsquote von 50 % nur noch 150 Euro. Im Jahr ließen sich so also ca. 300 Euro einsparen. Im Fall drei ist der Speicher sogar etwas überdimensioniert, da mehr gespeichert als verbraucht wird. Da die Gestehungskosten für den Photovoltaik-Strom für alle drei Fälle gleich groß sind, entscheidet nur die Größe des Speichers und sein Preis darüber, ob sich die Nachrüstung lohnt.

     

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    Tendenziell schlechter fällt die Bilanz für ältere Anlagen aus, die noch größere Vergütungssätze erhalten und deutlich mehr Einnahmen aus der Einspeisevergütung erzielen können. Damit verringert sich das Einsparpotential durch einen Stromspeicher. Für ausgeförderte Solaranlagen, sogenannte Post-EEG-Anlagen, die nur noch einen sehr geringen Marktpreis von knapp 4 Cent pro Kilowattstunde erzielen können, ist die Nachrüstung eine sinnvolle Alternative. Limitierender Faktor ist hier die Größe der Anlage: Liefert die nicht ausreichend Strom zum Speichern, lohnt die Investition in den Akku nicht.

    Wie groß sollte der Speicher ausgelegt werden?

    Die richtige Dimensionierung des Stromspeichers ist – unabhängig davon ob er mit der Anlage installiert oder nachgerüstet wird – der zentrale Aspekt bei der Frage nach einem wirtschaftlichen Speicherbetrieb. Die Kosten für einen Batteriespeicher liegen grob geschätzt bei 1.000 Euro pro kWh Speicherkapazität. Wird der Speicher zu klein bemessen, bleibt der Eigenverbrauch niedrig und das Sparpotential wird nicht ausgeschöpft. Ist der Akku zu groß, wird teuer Speicherkapazität erkauft, die nicht wirklich benötigt wird. Das Ziel der Dimensionierung sollte also nicht eine vollständige Autarkie, d.h. eine Eigenverbrauchsquote von 100 % sein, sondern nur eine optimale Größe, die Autarkiegrad und Wirtschaftlichkeit ausbalanciert. Als Faustformel gilt hier, dass pro kWp der Anlage etwa eine Kilowattstunde Speicherkapazität angesetzt werden sollte. Damit lässt sich der Eigenverbrauchsanteil auf ca. 60 % steigern.

    Einfluss auf die Auslegung des Stromspeichers hat nicht nur die Größe der PV-Anlage, sondern auch das Verbrauchsverhalten. Ein Haushalt, der vor allem in den Abend- und Nachtstunden viel Strom verbraucht, benötigt einen größeren Speicher als ein Haushalt der tagsüber seinen Spitzenverbrauch realisiert.

    Lohnt es sich, die PV-Anlage zu vergrößern?

    Gerade in der Anfangszeit der Photovoltaik wurden von privaten Anwendern vor allem Solaranlagen mit wenigen kWp gebaut. Grund waren die hohen Kosten und die geringere Leistung der Module. Solch eine Altanlage mit einem Stromspeicher nachzurüsten, lohnt sich im Allgemeinen nicht, da nicht genügend Strom zum Speichern zur Verfügung steht. Angesichts der Tatsache, dass der Strombedarf in den nächsten Jahren jedoch steigt und die Kosten für Netzstrom mit ziemlicher Sicherheit auch nicht geringer werden, stellen die Erweiterung der bestehenden oder eine neue, leistungsstärkere Photovoltaikanlage eine sinnvolle Option dar. Grundsätzlich gilt es dabei zu beachten, dass Erweiterung oder Neubau zu einer Neubewertung der Anlage führen. Das heißt, die ältere, höhere Einspeisevergütung wird nur für die Bestandsanlage gezahlt. Das Anrecht auf den hohen Vergütungssatz gilt nicht für neue, zusätzliche oder ausgetauschte Module. Eine Veränderung will also wohlüberlegt sein. Eventuell ist es sinnvoller zu warten, bis die EEG-Förderung ausläuft, bevor über eine Neuanlage und den Kauf eines Stromspeichers nachgedacht wird. Steht noch genügend Platz auf dem Dach zur Verfügung, spricht nichts gegen eine Erweiterung der Anlage und die Nachrüstung mit einem Batteriespeicher. 

    Welche Speicher eignen sich besonders gut zum Nachrüsten der PV-Anlage?

    Aus technischer Sicht kann im Prinzip jede Photovoltaikanlage mit jedem Batteriespeicher kombiniert werden. Was bei der Neuinstallation problemlos gelingt, stellt sich bei Nachrüstung jedoch etwas komplizierter dar. Hier kommt es darauf an, ob es sich um einen AC-seitig oder DC-seitig zu installierenden Speicher handelt. AC-seitig bedeutet, dass der Speicher hinter dem Wechselrichter angeschlossen wird (das heißt, der Gleichstrom aus der PV-Anlage wurde bereits in Wechselstrom, engl. AC, umgewandelt). Der Stromspeicher ist somit unabhängig von der Photovoltaikanlage.

    Handelt es sich aber um einen DC-seitigen Speicher, das heißt, er wird direkt hinter den Modulen angeschlossen, muss der vorhandene Wechselrichter in den meisten Fällen ausgetauscht werden, was zusätzliche Kosten verursacht. Zudem muss auch der Speicher selbst auf die Größe der PV-Anlage abgestimmt werden.

    Beim Nachrüsten der Photovoltaikanlage mit einem Stromspeicher sollte also darauf geachtet werden, dass es sich um einen AC-seitigen Speicher handelt. Die meisten Speicher am Markt erfüllen dieses Kriterium. Verwendet die Anlage bereits einen Hybridwechselrichter spielt es keine Rolle, an welcher Stelle der Stromspeicher eingebaut wird.

    Gibt es für das Nachrüsten eines Solarstromspeichers eine Förderung?

    Stromspeicher für den Heimbedarf gibt es seit Beginn der 2010er Jahre. Mittlerweile ist die Solarbatterie auf dem Massenmarkt angekommen – 2018 lag der Umsatz für den Heimspeichermarkt bei 1,3 Milliarden Euro. Da die Hochleistungs-Akkus die Nutzung volatiler erneuerbaren Energien wie der Photovoltaik attraktiver machen, gibt es zahlreiche Förderprogramme für Stromspeicher. Das bundesweite Förderprogramm 275 der KfW wurde bereits Ende 2018 wieder eingestellt, die Förderung über das Programm 270 (Erneuerbare Energien – Standard) ist aber noch möglich. Den KfW-Kredit gibt es für Stromspeicher, die mit einer neuen Photovoltaik-Anlage angeschafft werden ebenso wie für die Nachrüstung.

    Der überwiegende Teil der Stromspeicherförderung wird mittlerweile durch die Bundesländer aber auch durch Kommunen realisiert. Hierbei gibt es regionale Unterschiede: Während zum Beispiel in Sachsen die Nachrüstung bestehender Photovoltaikanlagen mit einem Stromspeicher gefördert wird, ist sie in Rheinland-Pfalz ausgeschlossen. Auch die Höhe der Förderung unterscheidet sich zum Teil erheblich. Bei der Förderung von Batteriespeichern ist zudem zu beachten, dass die Fördersummen häufig schnell ausgeschöpft sind und das Programm dann auf Eis gelegt oder eingestellt wird.

    Gibt es Alternativen zur Nachrüstung der PV-Anlage mit einem Stromspeicher?

    Die Anschaffungskosten für einen Stromspeicher sind alles andere als gering und es dauert einige Zeit, bis der Akku sich amortisiert. Wirtschaftlich kann es daher sinnvoller sein, auf andere Art den Eigenverbrauch zu erhöhen. So lässt sich zum Beispiel eine Wallbox mit Solarstrom versorgen, über die ein Elektroauto geladen werden kann. Auch die Speisung einer Wärmepumpe zur Heizungsunterstützung oder zur Warmwasserbereitung ist denkbar. Mit dem geringsten finanziellen Aufwand verbunden, ist die Einführung eines Energiemanagements. Über die zentrale Kontroll- und Steuereinheit lassen sich Verbraucher dann schalten, wenn Solarstrom im Überschuss vorhanden ist. Anwendungsfälle sind der Betrieb einer Poolpumpe oder das Zuschalten eines elektrischen Warmwasserspeichers (Boiler).