Solarstrom speichern: Lohnt sich eine PV-Anlage mit Speicher?

Umgangssprachlich wird als Solarstrom elektrische Energie bezeichnet, die aus Sonnenenergie gewonnen wird. Sonnenenergie zählt zu den erneuerbaren Energien und ist im Gegensatz zu fossilen Energien unbegrenzt und außerdem kostenlos verfügbar.

Erzeugt wird Solarstrom durch Photovoltaikanlagen (PV), die Solarzellen nutzen, um Sonnenstrahlen in elektrische Energie umzuwandeln. Wie viel Solarstrom produziert werden kann, hängt zunächst von der Dauer und Intensität der Sonneneinstrahlung ab. Diese ist je nach Jahreszeit, Tageszeit und Wetterlage großen Schwankungen unterworfen. Außerdem gibt es erhebliche regionale Unterschiede. Mit einer gut geplanten PV-Anlage können Sie etwa 25 bis 30 Prozent des Stromverbrauchs in Ihrem Einfamilienhaus decken.

Diesen sogenannten Autarkiegrad können Sie deutlich erhöhen, indem Sie Solarstrom speichern. Das funktioniert mit einem Batteriespeicher. Er versorgt dann beispielsweise die Pumpe für Ihre Warmwasseraufbereitung oder hält den Kühlschrank nachts am Laufen. Die heute verfügbaren Speichersysteme können jedoch die Sonnenenergie nur wenige Tage bevorraten. An sonnenarmen Tagen, vor allem im Winter, müssen auch Eigentümer von PV-Anlagen mit Speichern Strom aus dem öffentlichen Netz dazu kaufen. Auch Cloud-Lösungen, die immer mehr Versorger anbieten, können eine Überlegung wert sein.   

In Baden-Württemberg und Berlin gilt diese Nachrüstpflicht seit 1. Januar 2023, in Hamburg ab 1. Januar 2025. Modernisierungsexperte Thomas Billmann empfiehlt: „Steht ein Neubau an, sollten die Solaranlage und mögliche Nutzungsformen direkt mitgeplant werden. So werden Kosten und Aufwand gespart.“

In die Kalkulation sollten ebenfalls die steigenden Möglichkeiten zur Eigennutzung – wie die Ladung des Akkus von Elektroautos oder der Betrieb einer Wärmepumpe – mit einfließen. Vor der Montage einer Photovoltaikanlage sollten Hauseigentümer jedoch überlegen, ob in nächster Zeit eine Dachsanierung notwendig ist. Diese sollte dann gegebenenfalls vorgezogen werden, um Synergien zu nutzen.

• Alternativ besteht die optisch reizvollere Möglichkeit, in die Dachhaut integrierte Module zu nutzen. Sie ersetzen dann ganz oder teilweise die herkömmliche Eindeckung. In diesem Fall sprechen Experten von einer Indach-Montage. Sowohl im Neubau als auch in der Sanierung bei gleichzeitiger Neueindeckung spart diese Installationsform deutlich Kosten.
• Solardachziegel können in verschiedenen Bauarten und –formen in die Eindeckung eingebunden werden. Diese Technologie hat sich jedoch nicht zuletzt aufgrund des ungünstigen Preis-Leistungsverhältnisses nicht in größerem Maße durchgesetzt. Im Vergleich zu Aufdach- und Indachanlagen werden deutlich niedrigere Wirkungsgrade erreicht. Die Verschaltung der Ziegel ist aufwändig und kostenintensiv. Solardachziegel kommen deshalb vor allem dort zum Einsatz, wo baurechtliche Vorgaben oder Einschränkungen des Denkmalschutzes eine andere Montage unmöglich machen.
• Ergänzend oder alternativ zum Dach können auch kleinere Flächen auf dem Grundstück mit Photovoltaik bestückt werden. Die sogenannte "gebäudeintegrierte Photovoltaik" macht zudem die Gewinnung von Solarstrom auch auf Carport, Terrasse, Balkon oder am Gartenzaun möglich. Sollten es die räumlichen Gegebenheiten auf dem Grundstück zulassen, das Gebäude und damit die Solaranlage optimal zum Sonnenstand auszurichten, ist ein guter Stromertrag sicher. Zugleich lässt sich dann eine Ladestation für ein E-Mobil anlegen.

Bei den Solarmodulen ist zu beachten: Sie lassen sich in Reihen- oder Parallelschaltung anbringen. Bei der Reihenschaltung ist die Leistung der Anlage immer abhängig vom schwächsten Solarmodul. Wenn also ein Modul regelmäßig im Schatten des Nachbargebäudes oder auch des eigenen Schornsteins liegt, liegt in dieser Zeit keine Leistung an. Für diesen Fall sollten Sie besser eine Parallelschaltung wählen, auch wenn die Verkabelung aufwendiger und damit etwas teurer ist als bei der sehr einfach zu installierenden Reihenschaltung.

Es gibt sowohl Gleichstrom- als auch Wechselstromsysteme. Sie unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Technik, was sich im Alltagseinsatz aber nicht bemerkbar macht. Manche Hersteller bieten ausbaufähige Systeme an, die sich relativ einfach um zusätzliche Speichermodule erweitern lassen.

Ein Stromspeicher setzt sich aus mehreren zusammengeschalteten Batteriezellen zusammen. Dabei kommen vor allem unterschiedliche Bauformen zum Einsatz:

• Blei-Säure- und Blei-Gel-Akkus verlieren immer mehr an Bedeutung. Sie  haben eine vergleichsweise geringe Lebensdauer, müssen aufgrund ihrer Emissionen an einem belüfteten Ort stehen und haben jährlichen Wartungsbedarf.
• Aus Mobiltelefonen und Laptops bekannte Lithium-Ionen-Batterien beherrschen aktuell den Markt. Sie haben einen höheren Wirkungsgrad, sind deutlich langlebiger, aber auch teurer als Bleibatterien.
• Bei Großspeichern werden bereits besonders umweltschonende und langlebige Redox-Flow-Batterien eingesetzt. Die Forschungen zu dieser Technologie laufen.
• Salzwasserbatterien sind zwar auf dem Markt erhältlich, spielen jedoch eine untergeordnete Rolle.

Installation und Speicherkapazität

Batteriespeichersysteme gibt es in zwei Installationsarten: Ein sogenanntes AC gekoppeltes Speichersystem dient der Nachrüstung einer bestehenden PV-Anlage. Zunächst wandelt der Wechselstromrichter der PV-Anlage den gewonnenen Gleichstrom in Wechselstrom um. Ein Batteriewechselrichter wandelt ihn für die Zwischenspeicherung zurück in Gleichstrom und bei Entnahme aus dem Speicher wieder in Wechselstrom. Jede Umwandlung bringt Energieverluste mit sich. Deshalb ist bei zeitgleichem Einbau von PV-Anlage und Speicher die effizientere sogenannte DC-Koppelung das System der Wahl. Hier ist der Speicher zwischen der PV-Anlage und dem Wechselrichter der PV-Anlage platziert.

Wer Solarstrom speichern will, muss sich für eine Speicherkapazität entscheiden. Sie wird üblicherweise in Kilowattstunden (kWh) angegeben. Der Wert beschreibt, wieviel Strom bei maximaler Aufladung gespeichert werden kann. Als Faustregel gilt: Pro 1.000 Kilowattstunden Jahresstromverbrauch sollte eine Kilowattstunde Speicherkapazität installiert werden. Im Einfamilienhausbereich sind daher Größen zwischen 4 und 6 kWh angebracht. Wenn der Verbrauch absehbar steigen wird – etwa durch Einbau einer Wärmepumpe oder einer Ladestation für ein Elektromobil oder weil der Speicher zusätzlich Not- oder Ersatzstrom liefern soll – ist es sinnvoll, mehr Solarstrom zu speichern. Das muss das bei der Dimensionierung berücksichtigt werden.

Generell können Speicher auch nachgerüstet werden. Vor allem, wenn Sie unsicher sind, wie sich der Eigenverbrauch entwickelt, kann das ein guter Weg sein. Dann sollten Sie Ihre PV-Anlage gleich mit einem sogenannten Hybridwechselrichter ausstatten, so können Sie auch nachträglich ein DC-Speichersystem ergänzen. Auf dem Markt gibt es ausbaufähige Systeme, die sich um zusätzliche Speichermodule erweitern lassen.

Die Anschaffungskosten für die am weitesten verbreiteten Lithium-Ionen-Batteriespeicher sind zwar jahrelang gesunken. Aufgrund der aktuell hohen Nachfrage stagnieren beziehungsweise steigen sie allerdings derzeit. Die Kosten hängen vor allem von der Speicherkapazität, der Installationsart (AC oder DC) und dem Funktionsumfang ab und liegen zwischen 1.000 bis 2.000 Euro pro Kilowattstunde Lagerkapazität. Kleiner dimensionierte Speicher kosten im Verhältnis pro Kilowattstunde wesentlich mehr als große.

Um auch Vermieter zu motivieren, die Dächer ihrer Gebäude mit PV-Anlagen zu bestücken, wurde 2017 das Mieterstromgesetz eingeführt. Die Idee ist: Der Eigentümer der PV-Anlage liefert den Eigenstrom vom Dach ohne Netzdurchleitung direkt an seine Mieter im Haus. Diese zahlen dafür einen vereinbarten Strompreis. Vom Staat bekommt der Eigentümer zusätzlich den sogenannten Mieterzuschlag. Seine Höhe ist im Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) geregelt. Aktuell beträgt der Mieterstromzuschlag bei einer Anlagenleistung bis 10 kWp 2,82 Cents je kWh (Stand: Oktober 2022). Dieses Modell hat für private Eigentümer vor allem zwei große Nachteile:

• Der Mieter darf seinen Stromanbieter frei wählen, muss also nicht den Solarstrom des Eigentümers nutzen. Damit kann dieser die Wirtschaftlichkeit der Anlage nicht verlässlich planen.
• Durch die Bereitstellung des Solarstroms wird der Vermieter zum Elektrizitäts- und Versorgungsunternehmer und muss damit erhebliche rechtliche und energiewirtschaftliche Anforderungen erfüllen.    

Einfacher umsetzbar sind Contracting-Modelle: Ein externer Dienstleister, meist ein Energiedienstleistungsunternehmen, pachtet die Dachfläche, finanziert, installiert und betreibt die PV-Anlage und vermarktet den Solarstrom an Mieter oder selbstnutzende Eigentümer. Es gibt auch Modelle, bei denen Energiegenossenschaften Photovoltaikanlagen an Bewohner von Wohngebäuden verpachten. Manche Wohnungsbau- und Energiegenossenschaften bieten gemeinsam Mieterstrommodelle an. Sprechen Sie doch einmal mit Ihrem Vermieter, welche Möglichkeiten es in Ihrem Haus gibt.

Die Anpassung des EEG 2023 macht durch die erhöhten Vergütungssätze für die Einspeisung die Produktion von nicht selbst genutztem Strom attraktiver. Zugleich wächst durch die stetig wachsenden Strompreise der wirtschaftliche Vorteil des Eigenverbrauchs. Eine Photovoltaik-Anlage ist deshalb auf jeden Fall eine wirtschaftlich sinnvolle Investition. Sie amortisiert sich im Einfamilienhaus meist innerhalb von 10 bis 15 Jahren.

Anders sieht es mit einem Batteriespeicher aus. Als alleinige Investition rechnet er sich oft nicht innerhalb seiner eigenen Lebensdauer. Allerdings werden PV-Anlage und Speicher gemeinsam kalkuliert. Dann verschlechtert der Speicher zwar in den meisten Fällen die Wirtschaftlichkeit des Gesamtsystems, es ist dank der Gewinne der PV-Anlage jedoch noch immer tragfähig, so die Einschätzung der Verbraucherzentralen. Allerdings: Je weiter die Strompreise steigen, umso wirtschaftlicher werden beide Anlagenteile.

Mit einer eigenen Solaranlage auf Ihrem Hausdach und einem Batteriespeicher im Keller profitieren Sie von diesen Vorteilen:

• Unabhängigkeit von Strom- und Netzentgelten:
  Die Menge des dazugekauften Stroms wird auf das kleinstmögliche Maß reduziert. Während Bezugspreise für Strom, Netzentgelte und anteilige Abgaben weiter steigen, koppeln Sie sich von dieser Entwicklung ab und fixieren zumindest einen Teil Ihrer Energiekosten.
• Sicherheit vor Netzausfall:
  Der heimische Batteriespeicher fungiert nicht automatisch als Sicherung gegen Stromausfälle des allgemeinen Netzes. Treffen Sie jedoch bestimmte technische Vorkehrungen, sind Sie bei fehlender Stromversorgung trotzdem gut gerüstet und können auf Strom aus dem Stromspeicher zurückgreifen, solange dieser gefüllt ist. Das kann auch für Haushalte interessant sein, in denen etwa für medizinische Geräte eine stabile, schwankungsfreie Stromversorgung garantiert sein muss. Bitte lassen Sie sich dazu von einem Experten beraten.
• Wertsteigerung der Immobilie:
  Immer mehr Käufer achten auch auf die Energieeffizienz einer Immobilie. Da sind eine PV-Anlage und ein Batteriespeicher wichtige Plus-Punkte. Ihre Installation bringt automatisch eine Wertverbesserung Ihrer Immobilie.

Zudem leisten Sie durch die Nutzung von regenerativer Sonnenenergie einen Beitrag zur Energiewende und unterstützen den Klimaschutz aktiv durch klimagerechtes Bauen.