Stromspeicher:
Effiziente Energiespeicherung

Smarte Energieversorgung mit Stromspeicher

Die Energiewende und der steigende Einsatz erneuerbarer Energien haben das Interesse an Stromspeichern für den eigenen Haushalt stark erhöht. Ein Stromspeicher ermöglicht die effiziente Speicherung von überschüssigem Strom aus einer Photovoltaikanlage oder anderen Energiequellen. Doch wie funktioniert ein Stromspeicher überhaupt, was ist ein Stromspeicher und was bringt er? Die Antworten zu den wichtigsten Fragen rund um das Thema Stromspeicher haben wir hier kurz und bündig zusammengefasst.

Was ist ein Stromspeicher?

Um es gar nicht erst kompliziert zu machen: Ein Stromspeicher ist eine technische Einrichtung, die überschüssige elektrische Energie speichern und zu einem späteren Zeitpunkt wieder abgeben kann. Er dient als Zwischenspeicher für den selbst erzeugten Strom aus erneuerbaren Energiequellen wie Solar- oder Windanlagen. Vom Grundprinzip her also wie etwa eine Powerbank. Diese lädt man zu Hause mit Strom auf und bei Bedarf kann man auf den gespeicherten Strom zugreifen und unterwegs sein Handy laden.

Energiespeicher

Wie funktioniert ein Stromspeicher?

Um zu verstehen, wie ein Speicher funktioniert, sollte man zuerst einen Blick darauf werfen, woraus er überhaupt besteht. Der Aufbau eines Stromspeichers ist im Wesentlichen relativ simpel. Er besteht aus drei Hauptkomponenten: der Batterie, dem Wechselrichter und dem Steuerungssystem.

Batterie

Die Batterie

Die Batterie ist das Herzstück des Stromspeichers. Sie besteht aus einer oder mehreren wiederaufladbaren Zellen, die elektrische Energie chemisch speichern können. Batterien für Stromspeicher können verschiedene Technologien wie Lithium-Ionen, Blei-Säure oder Redox-Flow nutzen.

Wechselrichter

Der Wechselrichter

Der Wechselrichter ist für die Umwandlung des gespeicherten Gleichstroms in Wechselstrom verantwortlich. Da die meisten Haushalte und das öffentliche Stromnetz Wechselstrom verwenden, ermöglicht der Wechselrichter die direkte Einspeisung des gespeicherten Stroms in das Netz oder den Verbrauch im Haushalt.

Steuerungssystem

Das Steuerungssystem

Das Steuerungssystem übernimmt die Überwachung und Steuerung des Stromspeichers. Es regelt den Lade- und Entladevorgang der Batterie, überwacht den Zustand der Zellen und optimiert die Energieflüsse im System.



Stromspeicher

Schritt für Schritt erklärt:

  1. Energieerzeugung: Die erste Stufe des Prozesses ist die Energieerzeugung. Dies geschieht normalerweise durch erneuerbare Energiequellen wie Solarpanels auf dem Dach, Windkraftanlagen oder andere Stromquellen. Diese erzeugten Energie wird in Form von Gleichstrom (DC) produziert.
  2. Wechselrichter: Der erzeugte Gleichstrom wird dann an einen Wechselrichter weitergeleitet. Der Wechselrichter ist ein wichtiges Element, das den Gleichstrom in Wechselstrom (AC) umwandelt, der in unseren Haushalten verwendet werden kann.
  3. Stromspeicherung: Der Wechselstrom wird nun an den Stromspeicher weitergeleitet. Hier wird die überschüssige Energie gespeichert, die zu Zeiten niedrigen Verbrauchs erzeugt wurde. Die Speicherung erfolgt in Batterien, die verschiedene Technologien verwenden können, wie z. B. Lithium-Ionen oder andere.
  4. Energieentnahme: Wenn der Strombedarf im Haushalt steigt und keine aktuelle Energieerzeugung stattfindet, wird die im Stromspeicher gespeicherte Energie entnommen. Der Wechselrichter wandelt den gespeicherten Gleichstrom zurück in Wechselstrom, der im Haushalt genutzt werden kann.
  5. Energieüberwachung: Moderne Stromspeicher sind mit Überwachungssystemen ausgestattet, die den Energiefluss überwachen und die Leistung des Speichers optimieren. Dies ermöglicht es, den Energieverbrauch und die -speicherung effizient zu steuern.
  6. Netzeinspeisung (optional): In einigen Fällen, wenn der Stromspeicher vollgeladen ist und immer noch überschüssige Energie produziert wird, kann diese zurück ins Stromnetz eingespeist werden. Hierdurch kann der Speicherbesitzer eventuell eine Vergütung oder Gutschrift erhalten.

Die Funktionsweise eines Stromspeichers ermöglicht es, überschüssige erneuerbare Energie zu speichern und bei Bedarf zu nutzen. Dies trägt zur Eigenversorgung mit Strom bei und erhöht die Energieeffizienz im Haushalt. Ein Stromspeicher ist somit eine wichtige Komponente in der nachhaltigen Energienutzung.

Was bringt ein Stromspeicher?

Schnell beantwortet: sehr viel. Ein Stromspeicher bietet eine Vielzahl von Vorteilen und kann für private Haushalte, aber auch für Unternehmen Nutzen und Einsparungen bringen. 

Eigenverbrauchsoptimierung

Ein Stromspeicher ermöglicht die Speicherung des überschüssigen selbst erzeugten Stroms aus Photovoltaikanlagen oder anderen Energiequellen. Anstatt den überschüssigen Strom ins Netz einzuspeisen, kann dieser im Speicher zwischengespeichert und zu einem späteren Zeitpunkt verwendet werden. Dadurch steigt der Anteil des selbst genutzten Stroms. Der Bezug von teurem Netzstrom kann reduziert werden. Der Eigenverbrauch wird optimiert, was zu Kosteneinsparungen führen kann.

Eigenverbrauchsoptimierung
Blackout-Schutz durch einen Stromspeicher

Blackout-Schutz

Mittlerweile ist der Begriff in aller Munde: Blackout. Jeder sollte sich für den Ernstfall vorbereiten, wenn auf einmal der Strom ausgeht und damit eigentlich fast nichts mehr geht. Im Falle eines Stromausfalls kann ein Stromspeicher als Notstromversorgung dienen. Wenn das öffentliche Stromnetz zusammenbricht, kann der gespeicherte Strom aus dem Speicher genutzt werden, um wichtige Geräte oder den gesamten Haushalt mit Strom zu versorgen. Dies bietet zusätzliche Sicherheit und Komfort in Notfallsituationen.

Nice to know

Sehen wir uns das mal etwas genauer an: Was würde bei einem Blackout, also einer kompletten Unterbrechung der Stromversorgung, nicht mehr funktionieren?

  • Elektrische Beleuchtung
  • Elektrische Geräte wie Ladegeräte für Handy und Laptop, TV, Kühlschrank, Herd, Mikrowelle…
  • Heizsysteme und Klimaanlagen
  • Aufzüge
  • Wasserversorgung: Die Wasserversorgung bleibt in der Regel weiterhin erhalten, es sei denn, die Unterbrechung des Stroms beeinflusst auch die Pumpen oder andere elektrische Systeme, die für die Wasserversorgung nötig sind. Die meisten Wasserversorgungsunternehmen haben Notstromsysteme oder alternative Stromquellen, um die Wasserversorgung aufrechtzuerhalten. Allerdings kann es in einigen Fällen zu Einschränkungen kommen.

Lastspitzenkappung

Eine Lastspitzenkappung bedeutet, dass man bei hohen Verbrauchsspitzen auf den eingespeicherten Strom zurückgreift. Bei hohen Verbrauchsspitzen, zum Beispiel während des Kochens, des Betriebs von Klimaanlagen oder Elektrofahrzeugen, können die Strombezugskosten deutlich steigen. Ein Stromspeicher kann in solchen Zeiten den zusätzlichen Strombedarf abdecken und somit den Bezug von teurem Netzstrom reduzieren. Dies kann zu erheblichen Einsparungen bei den Stromkosten führen. Dies ist vor allem für Unternehmen interessant.

Lastspitzenkappung
Energiehandel

Energiehandel

Mit einem Stromspeicher kann man auch am Energiemarkt teilnehmen. Wenn der Speicher ausreichend Kapazität hat, kann überschüssiger Strom ins Netz eingespeist und verkauft werden. In Zeiten hoher Stromnachfrage und entsprechenden Preisen kann der Stromspeicher genutzt werden, um Energie zu verkaufen und dadurch zusätzliche Einnahmen zu generieren.

Durch die Kombination dieser Vorteile ermöglicht ein Stromspeicher eine effizientere Nutzung der selbst erzeugten Energie, eine höhere Unabhängigkeit vom Stromnetz und potenzielle Kosteneinsparungen. Allerdings hängt der tatsächliche Nutzen eines Stromspeichers von individuellen Faktoren wie dem Energieverbrauch, den Strompreisen und der Größe des Speichers ab. Eine sorgfältige Planung und Dimensionierung ist daher wichtig, um den bestmöglichen Nutzen aus einem Stromspeicher zu ziehen.

Lohnt sich ein Heimspeicher?

Die Frage, ob sich ein Heimspeicher lohnt, ist nicht mit einem einfachen Ja oder Nein zu beantworten. Die Antwort hängt von verschiedenen Faktoren ab. Einige davon haben wir hier kurz zusammengefasst:

Wirtschaftliche Überlegungen in Bezug auf die Energiewende

Wirtschaftliche Überlegungen und Rentabilität

Die Rentabilität eines Heimspeichers hängt von individuellen Faktoren wie den Kosten für die Anschaffung und Installation des Speichers, den Energiepreisen, der Höhe der Eigenverbrauchsquote und den möglichen Einsparungen bei Strombezugskosten ab. Eine detaillierte Kosten-Nutzen-Analyse ist wichtig, um die wirtschaftliche Rentabilität zu bewerten. Es sollten sowohl die anfänglichen Investitionskosten als auch die langfristigen Einsparungen und potenziellen Einnahmen berücksichtigt werden.

Amorisationszeit

Auswirkungen der Strompreise auf die Amortisationszeit

Die Strompreise spielen eine entscheidende Rolle bei der Amortisationszeit eines Heimspeichers. Wenn die Strompreise hoch sind, kann ein Heimspeicher dazu beitragen, die Strombezugskosten zu senken und die Amortisationszeit verkürzen. Wenn die Strompreise hingegen niedrig sind, kann es länger dauern, bis sich die Investition in den Speicher rentiert. Es ist wichtig, die Entwicklung der Strompreise in der Vergangenheit und mögliche zukünftige Preisentwicklungen zu berücksichtigen.

Wie groß muss der Stromspeicher sein?

Dimensionierung des Stromspeichers

Die richtige Dimensionierung des Stromspeichers ist entscheidend, um den individuellen Bedarf an elektrischer Energie abzudecken. Eine zu große oder zu kleine Speicherkapazität kann sich auf die Rentabilität auswirken. Ein zu großer Speicher kann zu unnötigen Kosten führen, während ein zu kleiner Speicher möglicherweise nicht ausreichend Energie speichern kann, um den Bedarf zu decken. Eine sorgfältige Analyse des individuellen Stromverbrauchs- und Erzeugungsprofils ist wichtig, um den Speicher entsprechend zu dimensionieren.

Die Rentabilität eines Heimspeichers basiert aber nicht nur auf finanziellen Faktoren. Es gibt auch andere Faktoren wie die Unabhängigkeit von Stromnetzen, die Nutzung erneuerbarer Energien und die Reduzierung der CO2-Emissionen, die bei der Bewertung berücksichtigt werden können und auch sollten.
Um eine genaue Bewertung der wirtschaftlichen Rentabilität eines Heimspeichers basierend auf den individuellen Gegebenheiten vorzunehmen, ist es ratsam, sich vorab von Fachleuten beraten zu lassen. Eine fundierte Entscheidung sollte auf einer umfassenden Analyse der Kosten, des individuellen Verbrauchsprofils und der lokalen Energiepreise beruhen.

Erneuerbare Energien

Kann ich meine PV-Anlage mit einem Speicher kombinieren?

Ja, es ist möglich, eine Photovoltaikanlage mit einem Stromspeicher zu kombinieren. Diese Kombination bietet sogar mehrere Vorteile und ermöglicht eine effizientere Nutzung der erzeugten Solarenergie.

Bestehende PV-Anlagen können nachträglich mit einem Stromspeicher ausgestattet werden. Die Integration eines Speichers erfolgt durch die Installation entsprechender Komponenten, wie z. B. Batterien, Laderegler und Wechselrichter. Es ist wichtig, die Kompatibilität der Komponenten zu überprüfen und gegebenenfalls Anpassungen vorzunehmen, um eine reibungslose Integration zu gewährleisten.

Überlegt man bereits bei der Installation einer PV-Anlage wegen eines Speichers, so empfiehlt es sich, diesen gleich mitzudenken. So kann man sich bei der Wahl des richtigen Wechselrichters Kosten sparen.

Die Kombination einer PV-Anlage mit einem Stromspeicher ermöglicht:

  • Eine effizientere Nutzung der erzeugten Solarenergie,
  • eine höhere Eigenverbrauchsquote und
  • eine potenzielle Reduzierung der Strombezugskosten.

Es ist jedoch wichtig, bei der Dimensionierung des Speichers den individuellen Bedarf zu beachten, um den bestmöglichen Nutzen zu erzielen.

Grüner Strom = Grüne Entsorgung?

Nun freut man sich, dass man seinen Haushalt auf erneuerbare Energien umgestellt und mit einem Speicher eine Energieoptimierung erreicht hat. Und dann stellen sich auf einmal folgende Fragen:

  • Wie umweltfreundlich ist ein Stromspeicher überhaupt?
  • Kann man einen Stromspeicher recyceln?

Die umweltfreundliche Entsorgung von Stromspeichern, Batterien und anderer Komponenten ist von großer Bedeutung, um negative Auswirkungen auf die Umwelt zu minimieren. Wir haben uns das genauer angesehen:

Entsorgung Batterie

Batterierecycling

Batterien, die in Stromspeichern verwendet werden, enthalten wertvolle Materialien wie Lithium, Nickel und Kobalt. Durch das Recycling dieser Batterien können diese wertvollen Materialien zurückgewonnen und wiederverwendet werden, was den Bedarf an Neugewinnung verringert. Es gibt spezialisierte Recyclinganlagen, die Batterien sorgfältig zerlegen, die wiederverwertbaren Bestandteile extrahieren und die umweltschädlichen Komponenten sicher entsorgen.

Entsorgung anderer Komponenten

Neben den Batterien enthalten Stromspeicher auch andere elektronische Komponenten wie beispielsweise Wechselrichter und Steuerungssysteme. Diese Komponenten können ebenfalls recycelt werden, um wertvolle Rohstoffe zurückzugewinnen und die Auswirkungen auf die Umwelt zu reduzieren. Bei der Entsorgung müssen spezifische Vorschriften und Richtlinien zur ordnungsgemäßen Behandlung und Verwertung solcher elektronischer Geräte eingehalten werden.

Fachgerechte Entsorgung und Rücknahme

Es ist wichtig sicherzustellen, dass Stromspeicher und deren Komponenten am Ende ihrer Lebensdauer fachgerecht entsorgt werden. Viele Hersteller und Händler bieten Programme zur Rücknahme und Entsorgung von alten Stromspeichern an, um sicherzustellen, dass sie ordnungsgemäß behandelt werden. Durch diese Programme wird sichergestellt, dass die Speicheranlagen nach den geltenden Umweltstandards entsorgt und recycelt werden.

Die Fortschritte im Bereich des Recycling von Stromspeichern und Batterien sind vielversprechend und tragen zur Schonung natürlicher Ressourcen sowie zur Reduzierung von Umweltauswirkungen bei. Es ist jedoch wichtig, dass alle Beteiligten, einschließlich Verbraucher, Hersteller und Entsorgungsunternehmen, sich ihrer Verantwortung bewusst sind und sich aktiv für eine umweltfreundliche Entsorgung und Recycling von Stromspeichern engagieren.
Gemeinsam können wir dazu beitragen, eine nachhaltige Zukunft zu gestalten und die Auswirkungen unserer Energieprojekte auf die Umwelt zu minimieren.

FAQs

Die Kosten für einen Stromspeicher in Österreich können je nach Größe, Kapazität, Hersteller und technischen Spezifikationen variieren. Generell liegen die Preise für Stromspeicher in einem breiten Preisspektrum.
Kleine Heimspeicher mit einer Kapazität von beispielsweise 5 kWh können in Österreich ab ca. 4.000 Euro erhältlich sein. Mittelgroße Speicher mit einer Kapazität von etwa 10 kWh können zwischen 6.000 und 10.000 Euro kosten. Größere Gewerbespeicher mit Kapazitäten von mehreren Hundert Kilowattstunden können deutlich höhere Preise haben und im Bereich von mehreren Zehntausend Euro bis hin zu mehreren Hunderttausend Euro liegen.
Es ist wichtig zu beachten, dass diese Preise nur Richtwerte sind und von verschiedenen Faktoren abhängen. Dazu gehören die Speicherkapazität, die verwendeten Technologien (Batterietyp, Wechselrichter usw.), eventuelle Zusatzfunktionen und -optionen sowie die Kosten für Installation, Inbetriebnahme und eventuelle Netzanschlussarbeiten.

Stromverbrauch, Photovoltaikleistung, Eigenverbrauchsanteil, Speicherstrategie oder auch das Budget – all das sind Faktoren, die bei der Wahl der richtigen Größe eines Stromspeichers mitspielen.

Stromspeicher können in bestimmten Fällen wirtschaftlich sein, dies hängt jedoch von verschiedenen Faktoren ab:

  1. Strompreise: Wenn die Strompreise hoch sind oder es Preisspitzen gibt, kann ein Speicher helfen, den teuren Netzstromverbrauch zu reduzieren und den selbst erzeugten Strom zu nutzen. Dadurch können Stromkosten eingespart werden.
  2. Einspeisevergütung: In einigen Ländern erhalten Betreiber von Photovoltaikanlagen eine Einspeisevergütung für den ins Netz eingespeisten überschüssigen Strom. Wenn keine Einspeisevergütung gewährt wird, kann es wirtschaftlich sinnvoll sein, den überschüssigen Strom in einem Speicher zu speichern und zu einem späteren Zeitpunkt selbst zu nutzen, anstatt ihn ins Netz einzuspeisen.
  3. Eigenverbrauchsanteil: Je höher der Eigenverbrauchsanteil des selbst erzeugten Stroms ist, desto mehr Nutzen kann ein Stromspeicher bringen. Wenn der Großteil des erzeugten Stroms direkt vor Ort verbraucht wird, können die Kosten für den Netzbezug reduziert werden.
  4. Dimensionierung: Die Dimensionierung des Stromspeichers entsprechend des individuellen Bedarfs ist wichtig, um die wirtschaftliche Rentabilität zu maximieren. Eine sorgfältige Analyse des Stromverbrauchs- und Erzeugungsprofils ist daher entscheidend.
  5. Förderprogramme: Die Verfügbarkeit von Förderprogrammen oder finanziellen Anreizen kann die wirtschaftliche Rentabilität von Stromspeichern erhöhen. Es lohnt sich, nach staatlichen oder regionalen Förderungen zu suchen, die den Kauf und die Installation eines Speichers unterstützen.

Es ist wichtig zu beachten, dass die Wirtschaftlichkeit von Stromspeichern stark von den individuellen Umständen, dem Stromverbrauchsprofil, den Strompreisen und den lokalen Rahmenbedingungen abhängt. Es empfiehlt sich daher, eine genaue Bewertung der wirtschaftlichen Rentabilität durchzuführen, einschließlich der Kosten für Anschaffung, Installation, Wartung und Betrieb des Speichers sowie der erwarteten Einsparungen bei den Stromkosten.

Wird ein Stromspeicher ordnungsgemäß installiert, betrieben und gewartet, ist dieser in der Regel auch sicher. Moderne Stromspeicher sind mit verschiedenen Sicherheitsmechanismen ausgestattet, um potenzielle Risiken zu minimieren, wie:

  1. Brandschutz: Die meisten Batteriesysteme sind mit Brandschutzmechanismen ausgestattet, wie beispielsweise Temperaturüberwachung, Brandschutzisolierung und Feuerlöscher.
  2. Elektrische Sicherheit: Stromspeicher sind mit Schutzvorrichtungen wie Sicherungen, Leistungsschaltern und Isolationsüberwachungssystemen ausgestattet, um vor elektrischen Fehlfunktionen und Kurzschlüssen zu schützen.
  3. Überwachung und Kontrolle: Integrierte Überwachungssysteme prüfen kontinuierlich die Betriebsparameter. Dies ermöglicht eine frühzeitige Erkennung von Unregelmäßigkeiten und potenziellen Sicherheitsproblemen.
  4. Zertifizierungen und Normen: Stromspeicher sollten bestimmte Sicherheitsstandards erfüllen. In vielen Ländern gibt es Zertifizierungen und Normen, die die Sicherheit von Stromspeichern regeln. Beispielsweise kann die Einhaltung von internationalen Normen wie IEC 62619 und IEC 62133 sowie nationalen Sicherheitsrichtlinien und -vorschriften gefordert werden.

Es ist wichtig, dass der Stromspeicher regelmäßig gewartet wird, um seine Sicherheit und Leistungsfähigkeit zu gewährleisten.

Michael Schneiderbauer (c) Volker Weihbold

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