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Wirtschaftlichkeit Stromspeicher | Lebensdauer Stromspeicher

Über diesen Artikel

Lesezeit

6 Minuten

Veröffentlichung

02.05.2022

Letztes Update

02.05.2022

Mit einem Stromspeicher lässt sich der Eigenverbrauch des Stroms aus der PV-Anlage stark steigern. Doch wie sieht es mit Wirtschaftlichkeit und Lebensdauer der teuren Speicher aus?

Inhalt des Blogartikels

Wirtschaftlichkeit und Lebensdauer eines Stromspeichers und warum er sich lohnt

Der Stromspeicher einer Photovoltaikanlage (PV-Anlage) ähnelt in der Funktionsweise einer Autobatterie. Er kann Strom speichern und ihn auch wieder abgeben. Physikalisch korrekt müsstest du ihn als Akkumulator oder kurz Akku bezeichnen. Aber der Begriff Batterie hat sich im allgemeinen Sprachgebrauch durchgesetzt. Deshalb werden diese Einrichtungen auch als Batteriespeicher bezeichnet.

Eine Photovoltaikanlage erzeugt nur dann Strom, wenn die Sonne scheint. Die höchste Ausbeute liegt um die Mittagszeit vor. Um diese Zeit benötigt aber ein üblicher Haushalt wenig bis gar keinen Strom. Denn der größte Bedarf besteht erst abends. Zu diesem Zeitpunkt produziert die Anlage jedoch keinen Strom mehr.

Das heißt, als Besitzer einer PV-Anlage kannst du nur einen Teil des Solarstroms tatsächlich direkt verbrauchen. Fachleute rechnen mit einem Anteil von 30 Prozent. Deshalb wurden Photovoltaikanlagen von Anfang an dadurch gefördert, dass du den überschüssigen Strom gegen eine Einspeisevergütung an das öffentliche Netz abgibst. Dabei nimmt dir dein zuständiger Energieversorger den Strom ab und zahlt dir die Einspeisevergütung aus.

In den Anfangsjahren lohnte sich der Betrieb einer PV-Anlage schon allein durch die Einspeisevergütung. Das ist heute leider nicht mehr der Fall. Der pro eingespeister Kilowattstunde (kWh) gezahlte Betrag wurde vom Staat im Verlauf der Jahre stetig gesenkt und sinkt auch weiterhin. Zwar wird er ab Inbetriebnahme der Anlage über 20 Jahre garantiert, aber mit jedem Monat später.

Im April 2022 erhieltest du bei einer Anlagengröße unter 10 Kilowatt-Peak (kWp), einer typischen Größe für ein Einfamilienhaus, eine Einspeisevergütung von 6,53 Cent pro kWh. Bei einer Anlage, die im Januar 2022 in Betrieb gegangen ist, lag der Wert noch bei 6,73 Cent pro kWh.

Es gibt einen zweiten Fakt, der noch stärker ins Gewicht fällt. Wenn du nur 30 Prozent des Strombedarfs deines Haushalts mit der Photovoltaik deckst, musst du 70 Prozent von deinem öffentlichen Stromversorger zukaufen. Bis vor kurzem lag der durchschnittliche Preis pro kWh in Deutschland noch bei 32 Cent. Das ist fast das Fünffache dessen, was du als Einspeisevergütung bekommst. Und wir wissen alle, dass die Energiepreise im Moment durch die aktuellen Ereignisse rasant steigen.

Die Lösung kann nur lauten, einen höheren Anteil deines gesamten Bedarfs mit Strom aus deiner Photovoltaikanlage zu decken. Mit jeder Kilowattstunde weniger, die du vom Stromversorger zukaufen musst, sparst du pures Geld. Und je höher die Stromkosten steigen, desto mehr macht sich das für dich bezahlt.

Erreichen kannst du das mit einem Speicher für deine PV-Anlage. Experten rechnen mit einer Steigerung des Eigenverbrauchs auf etwa 70 bis 90 Prozent. Der Batteriespeicher nimmt den tagsüber produzierten Solarstrom auf und stellt ihn dann abends, wenn die Solarmodule nichts mehr liefern können, zum Verbrauch bereit.

 

Welche Stromspeicher-Typen gibt es überhaupt?

Ausführliche Informationen zu den unterschiedlichen Stromspeicher-Arten findest du in unserem Artikel. Für kleinere Anlagen im Wohnbereich haben sich Blei-Akkus und Lithium-Ionen-Akkus etabliert. Derzeit haben die modernen Lithium-Ionen-Akkus die ältere Speichertechnik auf Blei-Basis nahezu verdrängt.

Wir konzentrieren uns im Weiteren auf Lithium-Ionen-Akkus, da Blei-Akkus in der Neuanschaffung kaum noch eine Rolle spielen. Mittlerweile tummeln sich viele Anbieter für Batteriespeicher auf dem Markt. Entsprechend unterschiedlich sind die Preise. Im Mittel gehen Fachleute von Anschaffungskosten im Bereich 1.000 bis 1.500 Euro pro kWh Speicherkapazität aus. Darin enthalten sind bereits Mehrwertsteuer, Installation, Wechselrichter und Laderegler.

Die zukünftige Preisentwicklung lässt sich schwer abschätzen. Infolge der sinkenden und jetzt schon nicht mehr attraktiven Einspeisevergütung für Solarstrom ist eine steigende Nachfrage für Stromspeicher zu erwarten. Diese führt wiederum zu höheren Stückzahlen in der Produktion und damit zu sinkenden Preisen. Das konnten wir bereits in den vergangenen 10 Jahren beobachten. Aber die Hersteller erzielen derzeit noch keinen Gewinn mit ihren Produkten. Hinzu kommt die aktuelle Versorgungssituation mit Rohstoffen und elektronischen Bauelementen. Deren Preise sind zum Teil kräftig gestiegen oder es herrschen Lieferengpässe. Die Hersteller haben also kaum Spielraum für Preissenkungen und sind auch nicht in der Lage, die Stückzahlen signifikant zu steigern. Alles in allem kannst du für die nächste Zeit allenfalls leider nur mit stagnierenden Preisen rechnen.

 

Wirtschaftlichkeit eines Stromspeichers im Überblick

Bei der Frage nach der Wirtschaftlichkeit geht es in der Regel ums Geld: Was kostet mich die Anschaffung und wie lange dauert es, bis sich die Ausgabe amortisiert hat?

Im Folgenden betrachten wir eine Photovoltaikanlage mit Speicher, die im April 2022 in Betrieb ging. Sie ist für ein Einfamilienhaus einer 4-köpfigen Familie bestimmt. Eine solche Anlage sollte so dimensioniert sein, dass sie theoretisch den Strombedarf der Familie deckt.

Eine 4-köpfige Familie verbraucht im Mittel pro Jahr 4.500 kWh Strom. Eine PV-Anlage mit einer Leistung von 1 kWp erzeugt in Deutschland etwa 1.000 kWh Strom pro Jahr. Um noch eine kleine Reserve einzubauen, nehmen wir eine Anlage mit einer Leistung von 5 kWp an. Der Stromspeicher sollte der Anlage in der Leistung entsprechen und daher eine Speicherkapazität von 5 kWh aufweisen.

So sähen die Kosten aus:

PV-Module: ca. 1.400 Euro pro kWp = 7.000 Euro

Stromspeicher: ca. 1.500 Euro pro kWh = 7.500 Euro

Gesamt = 14.500 Euro

Der „Gewinn" der Anlage samt Speicher ergibt sich aus der Vergütung für ins öffentliche Netz eingespeisten Strom und die Einsparung im Zukauf von Strom durch den Eigenverbrauch. Im Durchschnitt ist mit einem Stromspeicher die Erhöhung des Eigenverbrauchs auf 70 Prozent möglich. So musst du nur 30 Prozent des Bedarfs an Strom zukaufen. Du kannst jedoch nur 30 Prozent des erzeugten Stroms gegen Vergütung einspeisen.

An dieser Stelle erlauben wir uns eine Vereinfachung: Unsere angenommene Anlage könnte etwa 5.000 kWh Strom im Jahr und damit mehr als den Bedarf der Familie erzeugen. In der Praxis geht jedoch immer ein kleiner Prozentsatz an Strom verloren. Bei den Lade- und Entladevorgängen entsteht Wärme. Auch die Ladeelektronik und der Wechselrichter erwärmen sich. Diese Energie geht als Strom verloren.

Außerdem lassen sich die Akkus meist nicht völlig entladen. Es wird also nicht so viel Strom entnommen, wie gespeichert wurde. Bei den modernen Lithium-Ionen-Akkus liegt die Entladetiefe meist bei 90 Prozent.

Alle diese Verluste haben wir mit der leichten Überdimensionierung der PV-Module schon abgedeckt und rechnen daher mit den Strombedarf der Familie von 4.500 kWh weiter.

Aktuell steigen gerade die Preise für den Bezug von Strom. Wir setzen daher für unsere Berechnung einen Preis von 0,37 Cent pro kWh vom öffentlichen Versorger an. Für ihre 4.500 kWh müsste die Familie demnach 4.500 x 0,37 = 1.665 Euro pro Jahr bezahlen.

Da sie aber nur 30 Prozent des Strombedarfs vom öffentlichen Versorger deckt, bezahlt sie 1.665 x 0,3 = 499,50 Euro. Die jährliche Einsparung beträgt also 1.665 - 499,50 = 1.165,50 Euro.

30 Prozent oder 1.350 kWh werden ins öffentliche Netz eingespeist. Für eine im April 2022 in Betrieb genommene Anlage beträgt die Einspeisevergütung 6,53 Cent oder 0,0653 Euro pro kWh. Daraus ergibt sich eine Einnahme von 88,16 Euro pro Jahr.

Der jährliche Gewinn aus dem Betrieb der PV-Anlage beträgt demnach 1.165,50 + 88,16 = 1.253,66 Euro. Für Wartung, Versicherung und ähnliches kannst du noch rund 100 Euro pro Jahr in Abzug bringen. Bleiben 1.153,66 Euro pro Jahr, die die Anlage erwirtschaftet.

Verrechnet mit den Anschaffungskosten von 14.500 Euro ergibt sich eine Amortisationsdauer von rund 12,6 Jahren. Dabei musst du bedenken, dass wir für den Speicher einen relativ hohen Preis angesetzt haben. Ausgehend von 1.000 Euro pro kWh Speicherkapazität würde der Speicher nur 5.000 Euro kosten und der Gesamtpreis der Anlage wäre 12.000 Euro. In dem Fall würde sich unsere Modell-Anlage in nur 10,4 Jahren amortisieren.

Das ist geringfügig mehr als der Garantiezeitraum von 10 Jahren, den die meisten Hersteller von Speichern angeben. Experten rechnen jedoch mit einer um einige Jahre höheren Lebensdauer.

Wirtschaftlich ist eine technische Anlage, wenn sich ihre Anschaffungskosten innerhalb der Lebensdauer amortisieren und auch die laufenden jährlichen Betriebskosten gedeckt sind. In unserem Rechenbeispiel ist das der Fall.

 

Lebensdauer eines Stromspeichers

Eine entscheidende Rolle bei der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung spielt die Lebensdauer der Speichertechnik. Denn wenn du innerhalb des prognostizierten Amortisationszeitraums den Speicher erneuern musst, geht die Rechnung natürlich nicht mehr auf. Deshalb solltest du alles vermeiden, was die Lebensdauer negativ beeinflusst.

Der Stromspeicher sollte in einem trockenen und kühlen Raum untergebracht sein. Höhere Temperaturen über der üblichen Raumtemperatur musst du vermeiden. Eine Belüftung ist bei Lithium-Ionen-Akkus nicht nötig, schadet aber auch nicht. Blei-Akkus müssen jedoch belüftet werden. Wichtig ist auch die Anzahl der Lade-/Entlade-Zyklen. Ist der Speicher zu klein dimensioniert, wird er öfter auf- und entladen. Das senkt die Lebensdauer.

Lithium-Ionen-Akkus vertragen in der Regel 5000 Zyklen. Bei täglicher Auf- und Entladung ergibt sich daraus eine Lebensdauer von über 13 Jahren. Experten gehen von durchschnittlich 250 Zyklen pro Jahr aus. Damit käme die Lebensdauer auf 20 Jahre. Ein Blei-Akku verträgt etwa 3000 Zyklen und hält etwa 10 Jahre.

 

Zukunft und Trends von Stromspeichern

Die Lithium-Ionen-Technik ist noch nicht ausgeschöpft und wird permanent weiterentwickelt. Hier sind in der Zukunft weitere Fortschritte zu erwarten. Andere Speichersysteme wie Redox-Flow- und Salzwasserbatterien werden eher im großtechnischen Bereich Bedeutung erlangen.

Nach ihrer Lebensdauer in PV-Speichern und Elektroautos werden die Lithium-Ionen-Akkus in Zukunft weiter genutzt. Das ist sinnvoll, weil die verwendeten Rohstoffe teuer und deren Entsorgung vergleichsweise problematisch sind. Die Restspeicherkapazität ermöglicht den Einsatz in stationären Großspeichern. Erste Anlagen sind schon in Betrieb, wie zum Beispiel der Speicher im Pumpspeicherwerk Herdecke.

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