Hybridsolar-Homesystem

Die solare Energiegewinnung funktioniert tagsüber bei Sonneneinstrahlung und kann sofort verbraucht, in einem Batteriespeicher gespeichert, zum Laden eines Elektroautos verwendet oder ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden.

Obwohl viele verschiedene Stromspeicher existieren, gibt es nur wenige, die sich als Solarstromspeicher eignen. Dies sind speziell für die Speicherung von Solarstrom konzipierte Akkus, die dabei helfen können, den maximalen Ertrag aus der Solaranlage herauszuholen. Genau genommen handelt es sich bei diesen Speichern nicht um Batterien, sondern um Akkus, weil nur diese wiederaufgeladen werden können.

Die Speichergröße der Batterie gibt an, wie viel Energie maximal gespeichert werden kann. Gemessen wird dies in der Einheit kWh. Eigenheime brauchen in der Regel eine Solarbatterie mit Speichervolumen zwischen 3 und 10 kWh, um den täglich produzierten Solarstrom zu speichern.

Der Wirkungsgrad beschreibt das Verhältnis zwischen der nutzbaren Energie in der Batterie und der Menge der ursprünglich zugeführten Solarenergie. Dieses Verhältnis wird in Prozent angegeben. Je höher der Wirkungsgrad der Solarbatterie, desto effizienter findet die Umwandlung von Solarstrom in gespeicherte Energie statt. Batterien aus Blei haben einen Wirkungsgrad von etwa 70 bis 85 %, während Lithium-Batterien meistens über einen Wirkungsgrad von 90 bis 98 % verfügen. Somit sind letztere effizienter und verlieren weniger Energie in der Umwandlung.

Aktuell findet man im Stromspeicherbereich 4 verschiedene Lithium Ionen Technologien. Lithium-Eisphosphat (LFP), Lithium Nickel Manganese Cobalt Oxide (NCM), Lithium Nickel Cobalt Aluminium Oxide (NCA) und Lithium Nickel Cobalt Aluminuim Oxide (NCA).

Lithium-Eisenphosphat Speicher zeichnen sich durch Sicherheit und Schnellladefähigkeit aus.

Die maximale Entladetiefe der Solarbatterie gibt an, bis zu welchem Punkt die Batterie entladen werden kann. Komplette Entladungen würden die Batterien sehr stark beanspruchen, was die Lebensdauer der Akkus immens verkürzen würde. Um die Batterie zu schonen, bleibt also immer ein kleiner Stromrest im Speicher.

Bei einer maximalen Entladetiefe von 95 % bleiben beispielsweise 5 % der gespeicherten Energie ungenutzt im Speicher. Eine Batterie mit 10 kWh Kapazität, aber einer max. Entladetiefe von nur 70 % hat also eine kleinere nutzbare Kapazität als eine 8 kWh Batterie mit 90 % (7 kWh vs. 7,2 kWh).

Die Lebensdauer einer Solarbatterie hängt immer von ihrer Qualität ab. Davon abgesehen aber auch von der verwendeten Technologie. Bei Blei-Speichern beträgt die Lebensdauer circa 10 Jahre, während man bei den Lithium-Speichern hingegen mit etwa 20 Jahren rechnen kann. Von der Technologie abhängig sind ebenfalls die maximal erzielbaren Ladezyklen. Da die Lithium-Ionen-Technik noch mitten in der Entwicklung steckt, kann davon ausgegangen werden, dass diese Form der Solarbatterie in Zukunft noch effizienter und günstiger werden wird.

Ein Ladezyklus ist jede vollständige Entladung der Solarbatterie bis zur maximalen Entladetiefe. Man zählt übrigens nicht nur die vollständigen Entladungen, sondern auch die aufaddierten Entladungen als einen Zyklus. Das heißt, dass ein Akku mit 80 % maximaler Entladetiefe auch einen kompletten Ladezyklus hinter sich hat, wenn er viermal um 20 % entladen wurde. Auch wenn er zwischenzeitlich wieder komplett aufgeladen wurde, zählt dies als ein Ladezyklus.

Je mehr Ladezyklen durchlaufen werden, desto mehr verringert sich die maximale Speicherkapazität und desto höher wird die Anfälligkeit für Probleme. Die Lebensdauer einer Solarbatterie ist daher auch von der Anzahl der maximal möglichen Ladezyklen abhängig.

Pro Jahr durchlebt eine Solarbatterie im Schnitt 200 Ladezyklen. Eine Lebensdauer von 2.000 Voll-Ladezyklen entsprechen also einer Nutzung von ca. 10 Jahren. Weil PV-Anlagen auf der anderen Seite eine Lebensdauer von 20 bis 35 Jahren haben, müssen in dieser Zeit mehrere Solar-Akkus gekauft werden. Deshalb lohnt es sich durchaus, zu den Speichern mit längerer Lebensdauer zu greifen.