Frage:

Ich habe zwei PV-Anlagen und plane nun die Investition in einen Batteriespeicher. Die erste PV-Anlage hat etwa 22 kWp, Volleinspeisung, Inbetriebnahme 2004, daher aktuell ohne EEG-Förderung, Ziel ist der Wechsel auf Eigenverbrauch. Die zweite PV-Anlage, hat knapp 11 kWp, Eigenverbrauch mit Überschusseinspeisung, Inbetriebnahme 2011. Mein Gesamtverbrauch beträgt p.a.: 16.000 kWh, davon habe ich durch Eigenverbrauch bereits 4.500 kWh abgedeckt. Welche Größe braucht ein Batteriespeicher?

Antwort:

Zunächst sollten Sie berücksichtigen, dass zwei Anlagen mit unterschiedlichen Inbetriebnahme-Zeitpunkten betrachtet werden, für die jeweils unterschiedliche Rahmenbedingungen seitens der EEG-Förderung gelten:

1. Die erste Anlage (ca. 22 kWp, Volleinspeisung) wurde 2004 in Betrieb genommen und befindet sich inzwischen in der sogenannten Anschlussregelung für „ausgeförderte Anlagen“. Das bedeutet, die Anlage erhält bis Ende 2032 noch eine (geringe) Einspeisevergütung in Abhängigkeit von den Börsenstrompreisen (Weitere Informationen finden Sie hier).

2. Die zweite Anlage (ca. 11 kWp) stammt aus 2011 und wurde bereits für die Eigenstromversorgung errichtet. Der damalige Förderrahmen ermöglicht für diese Anlage eine zusätzliche Förderzahlung für jede Kilowattstunde, die Sie selbst verbrauchen.

Eigenverbrauchsoptimierung mit Kaskadenschaltung

Wollen Sie auch Ihre erste Anlage auf den Eigenverbrauch umstellen, ist es wichtig, das Zählerkonzept entsprechend anzupassen. Die grundsätzliche Herausforderung besteht darin, den Eigenverbrauch aus Anlage 1 (ohne Eigenverbrauchsvergütung) von dem aus Anlage 2 (mit Eigenverbrauchsvergütung) zu unterscheiden. Das bedeutet, dass Sie ein entsprechendes Messkonzept in Form einer Kaskadenschaltung einrichten und mit dem Netzbetreiber abstimmen müssen, um diese rechnerische Aufteilung zu ermöglichen. Besprechen Sie die Möglichkeiten zur Einbindung in den Eigenverbrauch und die Messung der beiden Anlagen vor Ort mit Ihrem Elektriker und klären Sie die Kostenpunkte ab, die durch die Neuverschaltung der Anlagen resultieren.

Energiemengenzähler nutzen

Für die Einbindung eines Stromspeichers bietet es sich in Ihrem Fall an, diesen AC-seitig anzubinden. So können die vorhandenen (Solar-)Wechselrichter weiterhin genutzt werden, da PV-Anlage und Speicher hier letztendlich zwei eigenständige Komponenten bilden und nicht kompatibel sein müssen. Damit der Batteriespeicher bei solaren Überschüssen beladen bzw. bei einem Defizit entladen werden kann, müssen Sie jedoch einen intelligenten Energiemengenzähler zur Übermittlung der Einspeise- und Verbrauchsdaten nachrüsten.

Die Kapazität des Speichers sollten Sie trotz inzwischen gesunkener Kaufpreise nicht zu groß wählen, um diesen wirtschaftlich betreiben zu können. Ein überdimensionierter Speicher kann aufgrund fehlender PV-Überschüsse oder eines zu geringen Stromverbrauchs nur unzureichend genutzt werden. Für eine erste, überschlägige Auslegung bietet es sich für viele private und landwirtschaftliche Verbraucher an, die Höhe der Speicherkapazität in Abhängigkeit vom jährlichen Strombedarf und der PV-Anlagengröße auszuwählen. Eine sinnvolle Speicherkapazität zum eigenverbrauchsoptimierten Betrieb liegt hier oft im Bereich zwischen mindestens 1 kWh und ca. 1,5 kWh je 1.000 kWh/a Strombedarf. In der Realität hängt die optimale Speicherkapazität jedoch von weiteren Faktoren ab, so etwa vom Lastprofil des Betriebs, geplanten elektrischen Verbrauchern oder einer eventuell gewünschten Notstromversorgung. Zukünftig kann auch die Möglichkeit, den Speicher über dynamische Stromtarife aus dem öffentlichen Netz zu beladen, eine Rolle spielen.

Speicherkapazität im Verhältnis zum Strombedarf wählen

Nachfolgend haben wir versucht, die solare Erzeugung aus den beiden unterschiedlichen Anlagen in einer Simulation nachzubilden und dem Strombedarf gegenüberzustellen. Da der genaue Lastgang des Betriebs und die PV-Ertragsdaten nicht bekannt ist, stellen die Werte nur eine grobe Orientierungshilfe dar. Betrachtet man den so simulierten Autarkiegrad, also welcher Anteil des Strombedarfs aus PV und Speicher gedeckt werden kann, zeigt sich folgender Kurvenverlauf.

Werden beide Anlagen für den Eigenverbrauch genutzt, liegt der Autarkiegrad aufgrund der ertragsstärkeren Post-EEG-Anlage bei ca. 43 %. Dieser lässt sich zwar durch die Installation eines Stromspeichers weiter steigern, jedoch ab einem gewissen Punkt führt eine Erhöhung der nutzbaren Speicherkapazität nur mehr zu einer unwesentlichen Erhöhung des PV-Eigenverbrauchs bzw. der Autarkie. Im vorliegenden Fall flacht der Kurvenverlauf ab ca. 20 kWh besonders drastisch ab.

Wirtschaftliches Optimum im Blick halten

Diese Nutzkapazität kann deshalb als oberer Wert bei einer eigenverbrauchsoptimierten Dimensionierung des Speichers angesehen werden. Eine stark vereinfachte ökonomische Betrachtung unter Berücksichtigung momentaner Preise sowie abnehmender spezifischer Kosten bei steigender Kapazität deutet ebenfalls auf ein wirtschaftliches Optimum im Bereich von ca. 16 – 20 kWh nutzbarer Kapazität hin. Mit zukünftig zunehmenden Strompreisen oder weiter abnehmenden Speicherpreisen verschiebt sich dieser Bereich hin zu größeren Kapazitäten. Außerdem sollte bei der Auswahl berücksichtigt werden, dass aufgrund von Alterungsprozessen die speicherbare Energiemenge über die Lebensdauer abnimmt (typischerweise 80 % Restkapazität am Ende der Batterienutzungsdauer).

Unser Experte: Julian Müller, Abteilung LandSchafftEnergie, C.A.R.M.E.N. e.V. Centrales Agrar-Rohstoff Marketing- und Energie-Netzwerk im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe, Straubing, Bayern