Optimale Dimensionierung von PV-Speichersystemen

Die Kombination von PV-Systemen mit Batteriespeichern ermöglicht es, einen höheren Anteil der erzeugten PV-Energie vor Ort zu nutzen. Dadurch können Haushalte den Strombezug aus dem Netz und die damit verbundenen Ausgaben reduzieren. Ist die Errichtung eines PV-Speichersystems geplant, müssen die Planer:innen Aussagen zur Systemauslegung treffen. Wichtige Bewertungsgrößen hierzu sind der Eigenverbrauchsanteil und der Autarkiegrad. Der Eigenverbrauchsanteil gibt den Anteil der erzeugten PV-Energie an, den die Nutzer:innen zeitgleich vor Ort verbrauchen. Die PV-Leistung kann entweder zeitgleich durch die Last direkt verbraucht oder zur Batterieladung genutzt werden. Der sogenannte Autarkiegrad (Deckungsgrad) beschreibt den Anteil des Strombedarfs, der durch das PV-Speichersystem zeitgleich versorgt wird. Batteriespeicher- und PV-Systemgröße beeinflussen diese beiden Bewertungsgrößen.

PV-Systeme mit Speicher langfristig kostenoptimal

Als langfristig zu erwartende spezifische Kosten nehmen die Autor:innen für PV-Systeme 1000 €/kWp und für Batteriespeicher 600 €/kWh an. Nach Auslaufen der EEG-Förderung wird die Netzeinspeisung voraussichtlich nur noch zu Marktpreisen vergütet. Im Mittel ist hier eine Einspeisevergütung von 2 ct/kWh durchaus realistisch. Die Einnahmen aus der Netzeinspeisung können dadurch kaum zur Refinanzierung der PV-Speichersysteme beitragen. Daher wird sich die Entwicklung zu Systemkonfigurationen mit hohen Eigenverbrauchsanteilen weiter verstärken. Somit kann langfristig ein PV-Speichersystem geringere mittlere Stromkosten als ein PV-System ohne Speicher erzielen. Ein wirtschaftlicher Betrieb von größeren PV-Systemen ohne Speicher mit geringem Eigenverbrauchsanteil ist dann nicht mehr möglich.

Kostenoptimale Speicherauslegung stark von jeweiliger Kostensituation abhängig

Die Ergebnisse zeigen, dass die kostenoptimale Systemdimensionierung einer Vielzahl von Einflussfaktoren unterworfen ist und daher stark in Abhängigkeit von der jeweiligen Kostensituation variiert. Da die Anlagenbetreiber:innen zum Zeitpunkt der Systemplanung die Kosten des Netzstrombezugs sowie der jährliche Strombedarf für die Zeit während der Nutzung des PV-Speichersystems nur prognostizieren können, können sie auch die kostenoptimale Systemdimensionierung nur abschätzen.

Langfristig finanzielle Vorteile bei Einsatz von PV-Speichern

Dennoch zeigen die Wissenschaftler:innen, dass die Kombination von PV-Systemen und Batteriespeichern langfristig finanziell vorteilhaft sein wird. Gelingt es, die Batteriespeicher- und PV-Systemkosten weiter zu senken, ist ein wirtschaftlicher Betrieb von PV-Speichersystemen daher auch bei geringer Einspeisevergütung möglich. Geht man langfristig davon aus, dass 1,5 kWp/MWh wirtschaftlich darstellbar sind, liegt das ökonomische Potenzial allein bei Einfamilienhäusern bei rund 90 GWp. Damit können diese Systeme der Energiewende neuen Schwung geben und einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz leisten.