Hier wird über ein Praxis-Beispiel über den Einsatz von einer PV-Anlage mit Batteriespeicher in Weyarn ohne Einsatz einer Wärmepumpe oder eines Elektroautos berichtet. Da es sich also um eine Einzelfall-Situation handelt, sind hieraus keine prinzipiellen Aussagen zu schließen.
Überlegungen zu Batteriespeichern
Zwei wichtige Fragen stellen sich vor Anschaffung eines Solarstromspeichers:
· Welche Größe sollte ein Batteriespeicher haben?
· Ist ein Batteriespeicher wirtschaftlich?
Zunächst ist festzustellen, dass ein Batteriespeicher nur sinnvoll ist, wenn bei einer installierten Photovoltaik (PV)-Anlage ein ausreichend hoher Solarstromüberschuss anfällt.
Wenn eine PV-Anlage zeitweise mehr Strom produziert als der Haushalt zeitgleich verbrauchen kann, wird dieser Überschuss ins Netz eingespeist zu einem Preis (sog. Einspeisevergütung) von oft weniger als 0,10 €, während z. B. nachts Strom aus dem Netz bezogen (gekauft) werden muss zu einem Preis, welcher derzeit durchaus 0,40 € betragen kann. Folglich ist es lohnender, den selbst produzierten Strom selbst zu verbrauchen als ihn einzuspeisen. Dazu braucht man einen Batteriespeicher.
Welche ist die optimale Größe eines Batteriespeichers?
Um dies zu beurteilen, sind die Größe der PV-Anlage und die Höhe des Stromverbrauchs zu betrachten.
Im Allgemeinen wird eine Speicherkapazität von 0,9 kWh bis 1,6 kWh je Kilowatt installierte PV-Leistung empfohlen. Dies kann jedoch zu einer Überdimensionierung des Batteriespeichers führen, wenn die PV-Anlage nicht auf die Verbrauchsmenge und das Verbrauchsverhalten des Haushalts abgestimmt wurde. Sehr verbreitet ist die 1 zu 1 Regel: 1 kWh Speicher je kWp installierte PV-Leistung.
Die Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW) Berlin empfiehlt deshalb die Beachtung folgender Regeln zur Ermittlung der optimalen Kapazität eines Solarspeichers:
1) Ein Solarspeicher sollte nur dann angeschafft werden, wenn die Leistung der PV-Anlage mehr als 0,5 kW pro MWh Stromverbrauch im Jahr beträgt. Bei einem durchschnittlichen Stromverbrauch eines Normal-Haushalts von 3.500 kWh jährlich sollte also die Leistung der PV-Anlage größer als 1,75 kWp sein. (Für kleine PV- Anlagen, wie z. B. Balkonanlagen, kommen Solarspeicher ohnehin nicht in Frage.)
2) Ein Batteriespeicher soll im Verhältnis zur PV-Anlage nicht zu groß sein. Andernfalls ist er zu teuer im Verhältnis zur möglichen Stromkostenersparnis. Die nutzbare Kapazität sollte maximal 1,5 kWh je kWp PV-Leistung betragen. Bei einer PV-Anlage von z. B. 3,5 kWp sollte die Speicherkapazität also höchstens 5,25 kW betragen.
3) Die Größe eines optimalen Batteriespeichers muss zur Höhe des Stromverbrauchs passen. Die nutzbare Batteriekapazität sollte maximal 1,5 je MWh des jährlichen Stromverbrauchs betragen. Dieser Wert entspricht in etwa dem mittleren Stromverbrauch in den Abendstunden. Bei einem durchschnittlichen Stromverbrauch von jährlich 3.500 kWh sollte die Speicherkapazität also 5,25 kWh nicht überschreiten.
Für die Auslegung eines Batteriespeichers können auch die üblichen Methoden zu Berechnung von Trinkwasserbehälter oder Pufferbecken berücksichtigt werden. Diese Methoden basieren auf der Bestimmung einer repräsentativen Tagesganglinie unter Berücksichtigung des durchschnittlichen Wasser-Verbrauchs. Eine Faustregel besagt, dass die erforderliche Speicherkapazität 30% bis 60 % des Tagesverbrauches betragen soll. Bei einem Stromverbrauch von beispielsweise 3.500 kWh jährlich ermittelt sich nach dieser Faustregel eine Speicherkapazität von 2,9 kWh bis 5,8 kWh.
Ist ein Batteriespeicher wirtschaftlich?
Dieses Beispiel für einen Haushalt mit einem durchschnittlichen jährlichen Stromverbrauch von 3.500 kWh, einer PV-Anlage und einer Lithiumbatterie mit einer Kapazität von 5,8 kWh verdeutlicht Einsparpotentiale und die Grenzen der Wirtschaftlichkeit eines Batteriespeichers.
Soweit durch die PV-Anlage erzeugter Strom in der Batterie gespeichert wird (um später selbst verbraucht zu werden), verringert sich die ins Stromnetz eingespeiste Menge und die Höhe der sonst erhaltenen Einspeisevergütung. Diese soll im Beispielsfall 0,08 €/kWh betragen.
|
|
|
|
|
|
|||
|
Elektrospeicher Lithiumbatterie |
|||||||
|
Anschaffungskosten der Batterie mit Montage |
8.000 € |
8.000 € |
|||||
|
Lebensdauer |
10 Jahre |
15 Jahre |
|||||
|
Kapitalkosten - verteilt je Jahr - |
800 € |
533 € |
|||||
|
Haushalts-Jahresstromverbrauch |
3.500 kWh |
||||||
|
PV-Eigenverbrauchsanteil (ca. 43 %) |
- 1.500 kWh |
||||||
|
Strombezug (Netzbezug) |
|||||||
|
> ohne Speicher |
2.000 kWh |
||||||
|
> mit Speicher |
300 kWh |
||||||
|
Einsparung |
1.700 kWh |
||||||
|
Kapitalkosten der Batterie je eingesparte kWh |
0,47 € |
0,31 € |
|||||
|
entgehende Einspeisevergütung je kWh (für 1.700 kWh) |
0,08 € |
0,08 € |
|||||
|
Grenzkosten der Anschaffung einer Batterie je kWh |
0,55 € |
0,39 € |
|||||
Die Anschaffungskosten eines Speichers samt Montage mit einer Kapazität von 5,8 kWh betrugen im Beispielsfall 8.000 €. (Seit Anfang 2023 entfällt jedoch die Mehrwertsteuer auf PV-Anlagen, Batteriespeicher und deren Montage, wodurch sich die Anschaffungskosten künftig verringern.)
Nach derzeitigen Erfahrungen kann bei einer Lithiumbatterie mit einer Lebensdauer von bis zu 15 Jahren gerechnet werden. Alternativ werden deshalb zwei Amortisationszeiträume von 10 und 15 Jahren angenommen.
In obigem Beispiel ergibt sich nach Installation einer Batterie sogar ein Autarkiegrad von über 90 %. Hierzu wurden tatsächlich ermittelte Verbrauchswerte im Durchschnitt zweier Jahre ausgewertet. Dabei haben die Verbraucher sehr darauf geachtet, bestimmte Elektrogeräte (Spülmaschine, Waschmaschine, Wasserkocher etc.) möglichst nur bei geladener Batterie oder ausreichender PV-Leistung und nicht gleichzeitig in Betrieb zu nehmen. Allerdings waren keine Wärmepumpe und kein E-Auto im Einsatz.
Obige Berechnung zeigt, dass ein Speicher (bei einer angenommenen Lebensdauer von 10 Jahren) erst ab einem Strompreis von mehr als 0,55 €/kWh wirtschaftlich ist. Dies dürfte derzeit kaum der Fall sein. Wenn man jedoch von einer Lebensdauer von 15 Jahren ausgeht – oder mit weiter steigenden Strompreisen rechnet - ist die Anschaffung eines Batteriespeichers (gleichzeitig mit einer PV-Anlage oder nachträglich) schon ab einem Strompreis von 0,39 €/kWh rentabel.
Alvaro Carozzi
AK Energie & Umwelt