Speicherung von Strom

Stromspeicher für die private Energiewende

Viele Mitglieder im Bund der Energieverbraucher sind Vorreiter der Energiewende. Wir lassen diese Pioniere mit ihren Erfahrungen zu Wort kommen. Kurt Stenzel berichtet Ihnen von seinen Erfahrungen mit einem Batteriespeicher zur besseren Nutzung von selbst erzeugtem Photovoltaikstrom.

(17. Januar 2020) Drei Photovoltaikanlagen aus den Jahren 1998, 2004 und 2017 erzeugen bei uns Strom und eine Solarthermieanlage obendrein noch warmes Wasser. Über meine persönliche Energiewende, einschließlich einer nachträglichen Gebäudedämmung, der Umstellung meiner Mobilität auf Erdgasautos sowie E-Bikes für die Kurzstrecken, berichtete ich bereits in der Energiedepesche (Ausgabe 1/2018, S. 12-13). Während meine beiden älteren PV-Anlagen volleinspeisen, wird die neueste Anlage mit 2,94 kWp auf dem Süd-Ost-Dach und 3,27 kWp auf dem Nord-West-Dach vorrangig zur Eigenversorgung genutzt. Nur die Stromüberschüsse werden in das Netz eingespeist.

Kurt Stenzel ist seit 1995 Mitglied im Bund der Energieverbraucher, hat 1997 die Phönix-Beraterschulung des Vereins absolviert und die Errichtung zahlreicher Solaranlagen begleitet. Seit dem Jahr 1998 erzeugt er mit stetig wachsender Begeisterung PV-Strom.

Ganzheitliche Betrachtung

Das Problem: Tagsüber scheint die Sonne und der erzeugte Strom wird für nur 12,7 Cent/kWh eingespeist. Morgens und am späten Nachmittag bis Abend wird wiederum Strom aus dem Netz für rund 30 Cent/kWh bezogen. Das fand ich unfair! Für mich stand bei der Überlegung zum Speicher allerdings nicht der wirtschaftliche Nutzen im Vordergrund. Angesichts der hohen Preise von Stromspeichern wäre dies auch kein renditeversprechendes Investment. Es ist vielmehr ein Hobby- und Energiewendeprojekt. Andere geben Geld für Segeln, Motorräder, Autos, Reiten oder anderes aus. Mir war es wichtig, meinen selbst erzeugten Sonnenstrom auch selbst zu verbrauchen und das Stromnetz zu entlasten. Als ich im Jahr 1998 meine erste Phönix-PV-Anlage vom Bund der Energieverbraucher erwarb und auf unserem Dach errichtete, erklärten mich auch viele für verrückt. Wenige Jahre später wären sie froh, wenn sie es auch gemacht hätten.

Zusätzlich zum SMA Tripower Wechselrichter der PV-Anlage übernimmt ein SMA Sunny Island die Ladung und Rück-speisung aus den LG-Akkumodulen mit 9,5 kWh Kapazität.

Der jährliche Stromverbrauch in unserem Haushalt beträgt rund 3.200 kWh. Im Internet gab es Berechnungsmodelle für die Auslegung einer PV-Anlage mit Speicher. Es ergaben sich für uns mit einem Stromspeicher von 9,8 kWh theoretisch mögliche Eigenverbrauchswerte von bis zu 90 Prozent. Dabei wird unterstellt, dass man seinen Stromverbrauch gut optimiert, also die Großverbraucher nacheinander einschaltet. Dazu gehört die Waschmaschine, der Trockner und die Spülmaschine.

Wolkenlösung?

Ein Anbieter wollte mir keinen Stromspeicher verkaufen. Ich sollte den zu viel erzeugten Strom in der Cloud „speichern“. Strom in der Cloud speichern? Gespeichert wird da nichts, es handelt sich nur um Marketingtricks für Stromtarife! Dafür sollte ich dann auch noch einen monatlichen Preis extra zahlen. Kein gutes Angebot!

Der zweite Anbieter machte eine umfangreiche Berechnung des Ertrages. Dabei wurde die Verschattung, die Dachneigung, die Ausrichtung und unser Stromverbrauch berücksichtigt. Dann fiel die Entscheidung: Im März 2017 wurden die PV-Anlage und der Speicher eingebaut. Die PV-Anlage hat eine Leistung von 6,27 kWp und der Speicher, bestehend aus einem SMA Sunny Island sowie Akkuzellen von LG Chem, haben laut Datenblatt eine Kapazität von 9,5 kWh. Diese 9,5 kWh sind aber nicht voll nutzbar. Es sind mindestens 10 Prozent abzuziehen, damit der Speicher nicht tiefentladen oder überladen wird und keinen Schaden nimmt. Also bleiben aus dem Speicher effektiv rund 8,5 kWh nutzbar.

Erste Überraschung

Im Herbst 2017 fiel mir dann jedoch auf, dass der Speicher nicht die erwartete Leistung abgab. Im Monitoringtool „Sunny-Portal“ des Herstellers SMA war klar zu sehen, dass immer 20 Prozent im Speicher blieben. Somit sind in der Realität nur rund 7,5 kWh nutzbar. Nach Rücksprache mit SMA wurde mir mitgeteilt, dass es einen Sommer- und einen Wintermodus gäbe. So seien eben die Vorgaben des Akkuherstellers LG Chem, um einen Schaden zu verhindern. Das sollte man als Interessent eigentlich vorab erfahren! Immerhin fehlen mit beiden Schutzschwellen gute 2 kWh Kapazität gegenüber den Planungen und Berechnungen vor dem Kauf.

Die neuste PV-Anlage von Kurt Stenzel wird seit März 2017 zum vorrangigen Eigenverbrauch genutzt. Die beiden älteren Anlagen werden bis zum Ende des 20-jährigen Vergütungszeitraumes weiter in Volleinspeisung betrieben.

Zweite Überraschung

Wenn der Speicher geleert ist – also im Winter noch 20 Prozent Ladung hat – und die Sonne kaum zu sehen ist, erfolgt darüber hinaus eine Ladungserhaltung mit Netzstrom. Dazu werden bei meinem Speicher 100 Watt durchgehend benötigt. Das waren im Jahr 2018 in Summe immerhin 295 kWh Strombezug aus dem Netz für den Speicher. Auch das sollte man vor der Anschaffung wissen und nicht nachträglich feststellen müssen.

Dritte Überraschung

Im Herbst 2019 gab es dann noch ein neues Verhalten: Nunmehr wird der Speicher nur noch bis maximal auf 25 Prozent entladen. Dafür ist der Energieaufwand für die Erhaltungsladung auf rund 50 Watt gesunken. Es scheint, dass bei SMA und LG nachträgliche Optimierungen anhand der gewonnenen Messdaten von den bei Kunden installierten Speichern vorgenommen werden.

Smarte Verbrauchssteuerung?

Für die optimale Steuerung der Waschmaschine, des Trockners und der Spülmaschine können „smarte“ Funksteckdosen eingesetzt werden. Damit werden die Geräte jedoch nicht wirklich „smart“ gesteuert, sondern einfach nur vom Stromnetz getrennt. Daher müssen die Geräte vorher darauf getestet werden, ob sie dafür geeignet sind. Unsere Waschmaschine und unsere Spülmaschine erwiesen sich als geeignet. Der Trockner leider nicht. Der Ablauf ist folgender: Waschmaschine oder Spülmaschine befüllen und einschalten. Sobald das Programm der Maschine beginnt, an der Funksteckdose eine Taste drücken und der Strom wird unterbrochen. Ist Strom verfügbar, schaltet der Home-Manager des Stromspeichers den Strom wieder an und das Programm läuft ab. Soweit die Theorie.

In der Praxis erwies sich dann aber doch nicht nur der Trockner als inkompatibel. Bei unserer Spülmaschine ist der Stecker hinter der Maschine in der Wand. Bei jedem Spülgang unter die Spülschüssel in den Schrank kriechen, um hinter der Maschine die Taste des „smarten“ Zwischensteckers zu drücken, erfüllte aber weder meine Komfortansprüche, noch die meiner Frau. Theoretisch könnte man auch eine App nutzen – aber wer möchte während der Küchenarbeit am Smartphone herumspielen, damit die Spülmaschine ihren Dienst verrichtet? Das war keine Option. Also starten wir die Spülmaschine wie auch den Trockner klassisch von Hand – nur eben zur rechten Zeit, nacheinander und möglichst dann, wenn die Sonne scheint. Es ist ein Kompromiss, der aber gut funktioniert.

Auswertung des ersten Jahres

Nach den Optimierungen im Jahr der Inbetriebnahme sollte sich nach dem Jahr 2018 zeigen, was die PV-Anlage und der Speicher in Kombination in einem Jahr leisten. Die PV-Anlage lieferte 4.848 kWh. Es gab keine Abschaltungen, weil die PV-Anlage in Süd-Ost und Nord-West ausgerichtet ist. Erwartet wurden 4.485 kWh. Das sonnenreiche Jahr 2018 hat somit bei der reinen Erzeugung die Erwartungen übertroffen. Der Verbrauch unseres Haushaltes lag bei 3.263 kWh. Aus dem Netz wurden aber nur 669 kWh bezogen! Das bedeutet, dass wir uns dank des Stromspeichers zu 79 Prozent selbst versorgen konnten. Nur mit der PV-Anlage wären es 29 Prozent gewesen. Das Projekt „Stromspeicher“ ist damit im Hinblick auf die Eigenverbrauchssteigerung ein voller Erfolg.

Man muss aber auch sehen, dass in unserem Haushaltsverbrauch der Eigenverbrauch des Stromspeichers für die Erhaltungsladung in Höhe von 295 kWh enthalten ist. Darüber hinaus wurden in den Stromspeicher 1.598 kWh eingeladen – aber nur 1.171 kWh wieder entladen. Die Speicherverluste zusätzlich zur Erhaltungsladung betrugen somit 427 kWh. Zusammen mit der Erhaltungsladung hat der Stromspeicherbetrieb 722 kWh benötigt, um effektiv 1.171 kWh zum späteren Verbrauch bereitzustellen. Hier besteht offensichtlich ein erhebliches Optimierungspotenzial seitens SMA und LG Chem. Von anderen Stromspeicherherstellern sind mir derartige Verluste jedenfalls nicht bekannt.

Monitoring gut, Effizienz nicht

Strom zu speichern ist eine gute Sache und funktioniert. Über das Sunny-Portal des zum Stromspeicher gehörenden Home-Managers ist man stets im Bilde, wie viel Energie vom Dach kommt, direkt im Haushalt verbraucht wird, eingespeichert wird oder ins Netz fließt. Auch Auswertungen von Tagesverläufen, Monatsverläufen oder ganzer Jahre sind kein Problem. Zudem kann man gut sehen, wie man das eigene Stromverbrauchsverhalten so optimieren kann, dass die Leistung der PV-Anlage sowie des Speichers zur Versorgung ausreichen und möglichst wenig Netzstrom bezogen wird. Zweifelhaft ist nur die Effizienz des Stromspeichers in meinem konkreten Fall. Die Freude über den Autarkiegrad von fast 80 Prozent, gegenüber nur etwa 30 Prozent ohne den Speicher, überwiegen aber bei weitem!

Wenn der Speicher dann tatsächlich auch die angegebenen 15 Jahre durchhält, umso besser. Lieber natürlich länger!
Noch eine gewonnene Erfahrung: Ein Elektroauto zu betreiben, würde in unserem Fall im Sommer funktionieren. Im Herbst bis Frühjahr nicht. Dann reicht der Strom schon jetzt nicht für das Haus und erst recht nicht für ein Elektroauto. Hier fahren wir mit unserem emissionsarmen Erdgasauto weiterhin besser.

Die Auslegung der Speicherung ist uns gut gelungen. Wer unserem Beispiel folgen möchte, der sollte bei der PV-Anlage unbedingt darauf achten, maximal 10 kWp zu errichten. Andernfalls wird auf den Eigenverbrauch die EEG-Umlage fällig. Bei der heutigen Rechtslage für PV-Anlagen sind zudem die Bürokratie und insbesondere der steuerrechtliche Papieraufwand nicht zu unterschätzen.

Pumpspeicherwerke

(4. November 2017) Pumpspeicherwerke lassen sich derzeit kaum noch wirtschaftlich betreiben. Die Betreiber kündigen Entlassungen an. Vor Jahren konnte man Überschussstrom in der Nacht günstig kaufen und tagsüber wieder mit Gewinn verkaufen.

Aber nun kommt zu mittäglichen Spitzenlastzeiten oft Solarstrom günstig ins Netz und verdirbt das Geschäft. Auch ist der preisliche Abstand zwischen Grundlast- und Spitzenlaststrom erheblich zurückgegangen. Davon ließ sich früher gut leben.

Der Bau neuer Speicherkraftwerke ist zurückgestellt worden. Benachteiligt fühlen sich die Speicherkraftwerksbetreiber durch die Gesetzeslage. Die sieht die Speicherkraftwerke als Letztverbraucher und verlangt von ihnen die Zahlung von Netzentgelten.

Für die Energiewende sind Speicher aber wichtig, um die fluktuierende Einspeisung zu glätten und um in Zeiten schwachen Angebots auszugleichen.

Eine Alternative könnten auch bestehende Pumpspeicherkraftwerke im Ausland darstellen: Zwischen Deutschland und Norwegen wurde im August mit dem Bau der Nordlink-Trasse begonnen, die von 2019 an bis zu 1.400 Megawatt norwegischer Speicherleistung an Deutschland anbinden soll.