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

Üblich ist ein Batteriespeicher (dazu später mehr). Er versorgt beispielsweise die Pumpe für Ihre Warmwasseraufbereitung oder hält den Kühlschrank nachts am Laufen. Die heute verfügbaren Speichersysteme können jedoch die Solarenergie 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 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 überlegen, ob in nächster Zeit eine Dachsanierung notwendig ist. Diese sollte dann gegebenenfalls vorgezogen werden, um Synergien zu nutzen.

Es gibt diverse Möglichkeiten, Solarenergie zu speichern. Die gebräuchlichste ist das Speichern der Sonnenenergie mittels eines (Batterie-)Stromspeichers. Wir listen hier kurz noch weitere Speichermöglichkeiten auf:

• Solar-Cloud: Hier wird die Sonnenenergie in einen gemeinschaftlichen Speicher eingespeist. Aus diesem Speicher bedienen sich dann alle Einspeiser. Problematisch wird das, wenn mehr Energie entnommen als eingespeist wird, da die Kilowattpreise hier meist deutlich höher liegen als bei konventionellen Stromanbietern.
• Pufferspeicher: Die gewonnene Sonnenenergie kann den Heizstab eines Pufferspeichers erhitzen. Der bereitet dann das warme Wasser auf, das wiederum im Pufferspeicher vorgehalten wird. Hierbei handelt es sich also eher um eine indirekte Speichermöglichkeit für Sonnenenergie.
• Solarthermie: Auch bei der Solarthermie wird die Sonnenenergie indirekt gespeichert. Kollektoren auf dem Dach sammeln – ähnlich wie bei einer PV-Anlage – die Sonnenenergie, verwandeln diese aber nicht in Strom, sondern in Wärme für die Heizung oder das Warmwasser.
• Batteriespeicher: Stationäre Batteriespeicher sind wie gesagt die gängigste Form, Sonnenenergie zu speichern. Sie bieten die Möglichkeit, die Eigenstromversorgung und den Autarkiegrad zu erhöhen. Ein solcher Stromspeicher funktioniert im Prinzip wie jede andere Batterie: Wenn Strom erzeugt, aber nicht benötigt wird, dient der Speicher als Zwischenlager. Ist er voll, wird überschüssiger Eigenstrom ins öffentliche Netz eingespeist. Wenn die PV-Anlage gerade keinen Strom produziert, aber welcher gebraucht wird, dann wird vorrangig der gespeicherte Eigenstrom genutzt.

Bei den Solarspeichern für das Heimsegment handelt es sich um sogenannte Tageszeitspeicher. Sie können den an langen Sommertagen erzeugten Strom abends, in der Nacht und am nächsten Morgen nutzbar machen, nicht jedoch im Herbst oder Winter.

Stationäre Batteriespeicher bilden das fehlende Modul, um effektiv Solarstrom zu speichern und eine unabhängige Eigenstromversorgung zu ermöglichen. Der Batteriespeicher selbst hat etwa die Größe eines Kühlschranks und kann unauffällig im Keller oder in einem anderen Nutzraum in der Nähe der elektrischen Anlage montiert werden. Ideal ist ein unbesonnter, trockener Standort mit einer möglichst gleichmäßigen Temperatur zwischen 10 Grad und Zimmertemperatur. 

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.

Speicherkosten berechnen

Die Frage nach der richtigen Batterie ist nicht so einfach zu beantworten. Wie ein Vergleich zeigt, nehmen sich Blei-Säure- und Lithium-Ionen-Batterien in Sachen Wirtschaftlichkeit nicht viel:

Die Formel zur Berechung der Kosten für einen Solarstromspeicher lautet:
Anschaffungskosten / (Theoretische Speicherkapazität * Entladetiefe * Ladezyklen * Systemwirkungsgrad) = Kosten pro gespeicherter kWh

Daraus ergibt sich dann zum Beispiel folgende Vergleichstabelle:

Dabei ist zu beachten, dass Blei-Batterien aufgrund des geringeren Wirkungsgrades in der Regel größer dimensioniert werden müssen, um die gleiche Leistung wie Lithium-Ionen-Akkus zu erzielen. Beim Kauf eines Solarstromspeichers sollten Sie also die obigen Parameter in die Kalkulation einbeziehen und am besten noch einen Energieberater mit ins Boot holen.

Installation und Speicherkapazität

Gut zwei von drei PV-Anlagen im Heimsegment werden aktuell gleich mitsamt einem Batteriespeicher installiert. Eine Batterie kann jedoch auch nachgerüstet werden.

Batteriespeichersysteme gibt es in zwei unterschiedlichen Anschlussarten: Ein sogenanntes AC gekoppeltes Speichersystem ist am Wechselstrom des Hausnetzes angeschlossen und dient vor allem 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 (also auf der Gleichstromseite)  platziert, sodass der Strom ohne Umformung gespeichert werden kann.

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 sollte bei der Dimensionierung berücksichtigt werden.

Wenn das öffentliche Stromnetz aufgrund einer Reparatur oder gar einer Katastrophenlage komplett ausfällt, wird eine Photovoltaik-Anlage ohne Batteriespeicher aus Sicherheitsgründen automatisch abgeschaltet. Das ist bei einer Anlage mit Speicher in vielen Fällen genauso, denn einfache Batteriesysteme sind nicht für den Not- oder Ersatzstrombetrieb geeignet.

Die PV-Anlage lässt sich jedoch beispielsweise mit Hilfe eines spezifischen Wechselrichters als Ersatzsystem ausstatten. In einem Notstromsystem werden vorher ausgewählte Geräte – beispielsweise die Heizung – weiter mit Solarstrom aus dem Speicher versorgt, In einem Ersatzstromsystem wird der gesamte Haushalt bedient. Die Hersteller bieten diese Systeme meist gegen einen deutlichen Aufpreis an. Dabei gibt es unterschiedliche technische Varianten – mit manuellem oder automatischem Umschalten, mit oder ohne Fortbetrieb der Solarstromerzeugung. Vor allem ein Ersatzstromsystem ist nur dann sinnvoll, wenn die PV-Anlage und der Speicher entsprechend groß dimensioniert sind.

Aus wirtschaftlicher Perspektive ist die Zusatzausstattung der PV-Anlage angesichts sehr kurzer Ausfallzeiten bislang nicht notwendig. Mit dem Ukraine-Krieg, aber auch mit gehäuften Unwettern ändert sich jedoch die Perspektive. Ein Notstrom- oder Ersatzstromsystem gibt zusätzliche Sicherheit. 

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

Zu den vergleichsweise hohen Anschaffungskosten kommen Betriebskosten hinzu. Denn der Speicher verbraucht für die Aufladung Strom, der dann für den Eigenverbrauch nicht zur Verfügung steht.

Bei der Überlegung, ob sich ein Stromspeicher lohnt, müssen Sie neben den bisher genannten Kosten auch bedenken: Die Lebensdauer eines Batteriespeichers ist in der Regel deutlich geringer als die der anderen Komponenten der PV-Anlage. Die Verbraucherzentrale beziffert sie mit 10 bis 15 Jahren. Im Laufe der Lebensdauer einer PV-Anlage stehen also unter Umständen zweimal die Anschaffungskosten für einen neuen Speicher an.

Die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung einer PV-Anlage mit Solarspeicher ist eine komplexe Angelegenheit. Dabei müssen unter anderem der zu erwartende eingesparte Netzbezug und die vermutlich verringerte Einspeisevergütung berücksichtigt werden. Online-Tools von unabhängigen Organisationen wie den Verbraucherzentralen oder der Stiftung Wartentest helfen bei der Kalkulation. Unterm Strich ergibt der Vergleich zwischen den Kosten einer Photovoltaik-Anlage mit und einer ohne Batteriespeicher oft: Die Anlage mit Speicher ist weniger wirtschaftlich. Ganz wichtig bei der Kosten-/Nutzen-Betrachtung ist aber auch die Einbeziehung der Förderung für Photovoltaik-Anlagen und die Möglicheiten der Finanzierung von Photovoltaik-Anlagen.

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 2,67 Cents je Kilowatt und bei einer Anlagenleistung bis 40 kW 2,48 Cents je Kilowatt (Stand: Oktober 2023). 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 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, 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 ihres eigenen Speichers 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.