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Fachartikel

Empfehlungen zur Auslegung von Solarstromspeichern

Welche Faustformeln helfen bei der Wahl der passenden Batteriekapazität in Einfamilienhäusern mit Photovoltaikanlagen?

Autor_in
Orth, N.; Weniger, J.; Meissner, L.
Medium
In: Sonnenenergie, 02/2022, S. 16-17

„Welche Kapazität sollte mein Batteriespeicher haben?“. Diese und ähnliche
Fragen werden Installateur:innen oft gestellt und häufig im Internet gesucht.
Die Antworten sind unterschiedlich. Oftmals wird pauschal eine Kilowattstunde
(kWh) Speicherkapazität je Kilowatt (kW) installierter PV-Leistung empfohlen. Andere
geben zwar immerhin einen Bereich von 0,9 kWh/kW bis zu 1,6 kWh/kW an, allerdings
haben diese Aussagen gemein, dass sie häufig zu einer deutlichen Überdimensionierung
des Batteriespeichers führen. Wiederum andere beziehen in diese Aussagen
sinnvollerweise den Haushaltsstromverbrauch ein. Allerdings wird auch
hier häufig die „1-zu-1-Regel“ angewendet, sodass beispielsweise bei einem
Jahresstromverbrauch von 4000 kWh zu einem 4-kWh-Batteriespeicher und lediglich
einer 4-kW-PV-Anlage geraten wird.

3 hilfreiche Faustformeln zur Auslegung von PV-Batteriesystemen

Zunächst einmal gilt es zu beachten, dass ein Batteriespeicher nur installiert
werden sollte, wenn ausreichend Solarstromüberschüsse anfallen. Ist dies gegeben,
gilt es die Größe des Batteriespeichers sowohl auf die Höhe des Stromverbrauchs
als auch auf die Größe der PV-Anlage abzustimmen. Folgende Faustformeln der HTW Berlin können helfen, eine technisch sinnvolle Speicherauslegung vorzunehmen und die Überdimensionierung des Batteriespeichers zu vermeiden:

  • Ein Batteriespeicher sollte nur installiert werden, wenn ausreichend Solarstromüberschüsse anfallen. Die PV-Leistung sollte daher mindestens 0,5 kW je 1000 kWh/a Stromverbrauch betragen.
  • Der Batteriespeicher sollte im Verhältnis zur PV-Anlage nicht zu groß sein. Hierzu ist die nutzbare Speicherkapazität auf maximal 1,5 kWh je 1 kW PV-Leistung zu begrenzen.
  • Die Größe des Batteriespeichers ist zudem an den Stromverbrauch anzupassen, indem die nutzbare Speicherkapazität maximal 1,5 kWh je 1000 kWh/a Stromverbrauch beträgt. Dieser Wert entspricht etwa dem durchschnittlichen Stromverbrauch in den Nachtstunden.

Aufbauend auf den genannten Faustformeln stellt die nachfolgende Grafik die empfohlene Obergrenze der nutzbaren Speicherkapazität für PV-Batteriesysteme in Einfamilienhäusern dar. Die Grafik kann als Auslegungshilfe bei der Wahl der passenden Speicherkapazität dienen und beugt der Überdimensionierung des Batteriespeichers vor.

Empfohlene Obergrenze der nutzbaren Speicherkapazität in Einfamilienhäusern, die von der Größe der PV-Anlage und der Höhe des jährlichen Stromverbrauchs abhängt.

Die maximal empfohlene Batteriegröße hängt vor allem von der vorhandenen PV-Generatorleistung und von dem jährlichen Stromverbrauch ab. Beide Größen gilt es bei der Speicherwahl zu beachten. Hat die PV-Anlage beispielsweise eine Leistung von 10 kW und werden 4000 kWh/a in einem Haus verbraucht, sollte die nutzbare Speicherkapazität des Batteriespeichers 6 kWh nicht überschreiten. Bei einem doppelt so hohen Stromverbrauch kann die nutzbare Speicherkapazität mit bis zu 12 kWh auch größer ausfallen. Die Wahl eines noch größeren Batteriespeichers hätte zur Folge, dass der Autarkiegrad nur noch geringfügig steigen würde. Denn der Nutzen jeder weiteren kWh Speicherkapazität stagniert zunehmend.

Kapazitätsreserven und elektrische Großverbraucher bei der Speicherauswahl berücksichtigen

Unter bestimmten Umständen kann eine Überdimensionierung des Batteriespeichers technisch sinnvoll sein. Ersatzstromfähige PV-Speichersysteme verfügen oftmals über eine zusätzliche Kapazitätsreserve, die im Normalbetrieb nicht genutzt wird. Die Höhe dieser Reserve hat Einfluss darauf, wie lange das Gebäude im Netzersatzbetrieb bei einem Stromausfall weiter versorgt werden kann. Soll zukünftig eine Wärmepumpe oder ein Elektrofahrzeug hinzukommen, kann die Wahl einer höheren Speicherkapazität ebenfalls sinnvoll sein. Wie eine Wärmepumpe oder ein Elektroauto den erreichbaren Autarkiegrad beeinflussen, wurde in der Stromspeicher-Inspektion 2021 näher analysiert.

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