Solare Unabhängigkeitserklärung

Für Anlagenplaner:innen und Installateur:innen stellt sich die Frage, wie groß der Batteriespeicher in Kombination mit einer Photovoltaikanlage in Einfamilienhäusern sein soll. Zum einen beeinflusst der Stromverbrauch die Systemauslegung und die Wahl eines geeigneten Batteriespeichers. Zum anderen müssen die Planer:innen den Wunsch der Hausbesitzer:innen nach Unabhängigkeit bei der Auslegung berücksichtigen.

Batteriespeicher können den Eigenverbrauch erhöhen

Eines ist jedoch sicher: Die sinkende Einspeisevergütung und steigende Strombezugspreise machen den Einsatz von Batteriespeichern zunehmend interessant. In Einfamilienhäusern können Batteriespeicher den Eigenverbrauch von Solarstrom erhöhen. Daher untersuchen die Forscher:innen als Beispiel für einen durchschnittlichen Einfamilienhaushalt mit einem Jahresstromverbrauch von 4700 kWh, welche Eigenverbrauchsanteile und Autarkiegrade sich mit Photovoltaik-Batteriesystemen erreichen lassen.

Lastprofile für Einfamilienhaushalte nach VDI 4655 Norm

Zur Bestimmung des Eigenverbrauchsanteils sind Last- und PV-Erzeugungsprofile in hoher zeitlicher Auflösung erforderlich, um kurzzeitige Spitzen und Schwankungen der Last und PV-Leistung abzubilden. Die Wissenschaftler:innen erstellen daher einen elektrischen Lastgang des Einfamilienhaushalts über ein gesamtes Jahr in minütlicher Auflösung mit der Norm VDI 4655 (Referenzlastprofile von Ein- und Mehrfamilienhäusern für den Einsatz von KWK-Anlagen). Für die Norm untersuchen die Autor:innen verschiedene Haushalte hinsichtlich ihres Lastprofils und erstellen daraus ein typisches Lastprofil. Das Profil ist allerdings nicht über mehrere Haushalte gemittelt.

Systemauslegung wird komplexer

Während bei rein netzgekoppelten Photovoltaiksystemen vorwiegend die Dachfläche und der Geldbeutel die Auslegung bestimmen, müssen die Planer:innen künftig die Batteriekapazität und Photovoltaikleistung auf den Stromverbrauch abstimmen. Neben dem Gesamtstromverbrauch hat auch die zeitliche Verteilung des Verbrauchs Einfluss auf den erreichbaren Eigenverbrauchsanteil und Autarkiegrad. Simulationsberechnungen mit anderen Lastprofilen ergaben jedoch, dass in der Regel die ermittelten Eigenverbrauchsanteile je nach Lastprofil bei gleichem Jahresstromverbrauch weniger als zehn Prozentpunkte voneinander abweichen. Durch eine Verlagerung des Verbrauchs in Zeiten mit hoher Photovoltaikerzeugung können Haushalte den Eigenverbrauch zusätzlich steigern.

Vollständige Unabhängigkeit vom deutschen Netz praktisch kaum erreichbar

Bei typischen Einfamilienhäusern lässt sich durch Photovoltaiksysteme mit einer Leistung von bis zu 4 kWp und einer passenden Batterie ein hoher Eigenverbrauchsanteil von über 80 % erzielen. Dadurch sind Autarkiegrade um 50 % machbar. Für eine höhere Autarkie nahe 80 % sind größere Photovoltaiksysteme und Batterien erforderlich. Der Wunsch nach vollständiger Unabhängigkeit vom Netz ist in Deutschland in Einfamilienhäusern durch Photovoltaik-Batteriesysteme praktisch kaum erreichbar. Allerdings können sie den Großteil des Stromverbrauchs decken und somit einen entscheidenden Beitrag zu einer dezentralen und klimafreundlichen Stromversorgung leisten.