Batteriespeicher
Wie funktionieren Batteriespeicher?
Die gängigsten Batteriespeicher sind heutzutage Lithium-Ionen-Batterien. Im Vergleich zu Bleiakkus sind sie kompakter, leichter und bieten bei derselben Größe mehr nutzbare Energie.
Bleiakkus wurden in der Vergangenheit häufiger installiert als heute. Sie sind günstiger in der Anschaffung, allerdings sind sie auch schwerer, größer und müssen häufiger ersetzt werden. Derzeit wird an Natrium-Ionen- und Festkörperbatterien geforscht.
Beide haben das Potential, eine hohe Kapazität mit langer Lebensdauer zu besitzen, allerdings sind sie noch nicht marktreif.
Gerade im Heimanwendungsbereich greifen daher die meisten Hausbesitzer und Hersteller zu Lithium-Ionen-Batterien:
| Technologie | Vorteile | Nachteile | Typischer Autarkiegrad mit PV-Heimspeicher |
|---|---|---|---|
| Lithium-Ionen | Hohe Energiedichte, gute Effizienz, lange Lebensdauer, geringe Wartung | Höhere Anschaffungskosten | ca. 55–70 % im typischen Haushalt, bei gut passender Anlage auch bis etwa 73 % |
| Bleiakku | Günstiger Einstiegspreis, technisch einfach | Geringe Zyklenfestigkeit, geringere nutzbare Kapazität, niedrige Energiedichte, mehr Wartung, kürzere Lebensdauer | ca. 45–60 %, in der Praxis oft niedriger wegen geringerer Effizienz und nutzbarer Kapazität |
| Natrium-Ionen | Rohstoffvorteile, potenziell günstiger, gute Sicherheit | Noch wenig verbreitet, Markt und Langzeiterfahrung fehlen | Derzeit noch nicht belastbar bezifferbar; als grobe Planung höchstens ähnlich wie Lithium-Ionen, aber noch ohne breite Praxisdaten |
| Festkörperbatterie | Sehr hohe Sicherheit, hohe Energiedichte, großes Zukunftspotenzial | Derzeit noch nicht in der Breite verfügbar | Noch keine belastbaren Praxiswerte; potenziell sehr hoch, aber aktuell nicht seriös mit Prozentwert zu beziffern |
Bei der Wahl einer Solarbatterie kann zwischen einer AC- und einer DC-Kopplung entschieden werden. Bei einer AC-Kopplung wird der Batteriespeicher nach dem eingesetzten Wechselrichter am Hausnetz angeschlossen.
Auswahlkriterien für eine AC-Kopplung:
- Nachrüsten einer bestehenden PV-Anlage
- Weitere Nutzung des vorigen Wechselrichters ist erwünscht
- Flexibilität ist erwünscht
Diese Art der Kopplung ist besonders praktisch, wenn der Batteriespeicher in ein bereits bestehendes Photovoltaik-System integriert werden soll. Der bestehende Wechselrichter kann in der Regel bestehen bleiben, allerdings wird je nach System ein zusätzlicher Batteriewechselrichter installiert. Bei der Wahl des Stromspeichers kann herstellerunabhängig und flexibler entschieden werden.
Auswahlkriterien für eine DC-Kopplung:
- Neue PV-Anlage inkl. Speicher wird geplant
- Priorität liegt bei Effizienz und geringeren Umwandlungsverlusten
- Kompaktes System ist erwünscht
Bei einer DC-Kopplung wird der Batteriespeicher bereits am Gleichstrom, noch vor dem Wechselrichter, angebracht. Bei Neuanlagen ist diese Art des Speichers eine Überlegung wert, da so eine höhere Gesamteffizienz besteht.
Gut zu wissen: Generierter Strom kann direkt gespeichert werden und es entstehen nicht erst Umwandlungsverluste. Bei Neuinstallation wird hier häufig ein Hybridwechselrichter montiert, da dieser sowohl die Batterie als auch den Gleichstrom managen kann.
Um die Angaben zu einem Batteriespeicher zu verstehen, sind einige Größen zu erklären:
- Speicherkapazität: Die Batteriespeicherkapazität wird in kWh angegeben und beschreibt, wie viel Energie ein Batteriespeicher insgesamt aufnehmen und später wieder abgeben kann. Gerade um den Eigenverbrauch zu erhöhen, ist ein Batteriespeicher wichtig, da er überschüssige Energie aus der Mittagszeit speichern kann und die Nutzung während der Abendstunden gewährleistet.
- Nominale Kapazität: Angegeben wird immer die nominale Kapazität eines Batteriespeichers, das ist die theoretische Gesamtkapazität. Die nutzbare Kapazität ist nur der Teil an Energie, der tatsächlich entnommen werden kann. Da ein Teil als Puffer im System bleibt, sind von einem Speicher mit 10 kWh nominaler Kapazität meist etwa 8 bis 9 kWh nutzbar.
- Entladetiefe (DoD): Bei der Wahl des Speichers sollte auch die Entladetiefe (DoD = Depth of Discharge) beachtet werden. Sie gibt an, wie stark ein Speicher entladen werden darf, ohne das System zu schädigen und die Lebensdauer des Batteriespeichers zu verkürzen. Je höher die Entladetiefe, desto mehr gespeicherte Energie kann genutzt werden.
Es ist wichtig, die Größe des Speichers passend auszuwählen, sodass die Entladungstiefe nicht überschritten wird, aber auch keine Energie gespeichert wird, die niemals genutzt wird.
Als Faustregel gilt:
Es wird etwa 1 kWh Speicherkapazität pro 1.000 kWh Jahresverbrauch genutzt. Bei der Wahl des Speichers wird dies als Mindestmaß genommen und die Größe nur leicht darüber genommen.
Was bedeutet das in der Praxis?
Bei einem Jahresverbrauch von 3.5000 kWh rentiert sich ein Speicher von 3 bis 5 kWh. Bei einem Jahresverbrauch von 4.000 bis 6.000 kWh rentiert sich ein Speicher von etwa 5 kWh bis 10 kWh.
Wichtig: Es lohnt sich bei der Frage der richtigen Speichergröße immer eine individuelle Beratung. Der Zeitpunkt, wann die meiste Energie im Haushalt genutzt wird, und z. B. die Nutzung einer Wallbox oder einer Wärmepumpe können die optimale Speichergröße stark beeinflussen.
Der Wirkungsgrad eines Batteriespeichers beschreibt, wie viel der Energie, die in die Batterie zur Speicherung eingeführt wird, letztendlich auch tatsächlich genutzt werden kann. Das heißt, dass die Effizienz einer Batterie steigt, wenn sie einen höheren Wirkungsgrad hat.
Ein Energieverlust bei einem niedrigeren Wirkungsgrad kommt z.B. durch das Laden, Speichern und Entladen zustande.
Welcher Wirkungsgrad ist normal?
Bei Lithium-Ionen-Batterien liegt der Wirkungsgrad oft bei etwa 85 bis 95 %. Bleiakkus hingegen haben häufig nur einen Wirkungsgrad von etwa 70 %, da sie mehr Lade- und Entladeverluste aufweisen.
Warum sind Ladezyklen wichtig?
Im Zusammenhang mit dem Wirkungsgrad ist auch die angegebene Zahl der Ladezyklen zu beachten. Sie beschreibt, wie oft ein Speicher geladen und entladen werden kann, bis seine Kapazität deutlich nachlässt.
Wenn die Zahl der Ladezyklen überschritten wird, heißt das nicht, dass die Batterie sofort kaputt ist, allerdings nimmt die nutzbare Kapazität stetig ab.
Gut zu wissen: Wird ein Batteriespeicher regelmäßig über seine Entladungstiefe hinaus entladen, so wird die Alterung beschleunigt und weniger Ladezyklen sind effektiv vorhanden.
| Technologie | Typische Lebensdauer | Typische Zyklenzahl |
|---|---|---|
| Lithium-Ionen (NMC, Standard) | 10–15 Jahre | 2.000–3.000 |
| Lithium-Ionen (LiFePO4) | 15–20 Jahre | 3.000–5.000 |
| Blei-Säure (Blei-Gel) | 5–10 Jahre | 300–1.000 |
Die Lebensdauer einer Batterie ist immer ein Schätzwert und wird für eine sachgemäße Nutzung beschrieben. Einflussfaktoren auf die Lebensdauer sind:
- Temperatur: Lithium-Ionen-Batterien arbeiten ideal zwischen 15 °C und 30 °C. Hohe oder extrem niedrige Temperaturen haben negative Auswirkungen auf das Material und die Leistungsfähigkeit der Zellen.
- Ladezustand und Entladetiefe: Lange Zeiträume bei sehr hoher Ladung führen zu Kapazitätsverlusten, ein moderater Bereich ist ideal. Auch Tiefenentladung wirkt sich negativ auf das Material aus.
- Ladezyklen: Je schneller ein Ladezyklus geschieht, also die Zeit von vollständiger Ladung zu vollständiger Entladung, desto kürzer ist die Lebensdauer in Jahren gerechnet, da mehr Zyklen in einer kürzeren Zeit stattfinden.
Während bei Bleibatterien eine regelmäßige Wartung notwendig ist, braucht eine Lithium-Ionen-Batterie diese im Regelfall nicht. Dennoch sollte die Batterie im Auge behalten werden und regelmäßige Check-ups auf Betriebssicherheit und Funktionsfähigkeit sind ratsam.
Batteriemanagementsysteme (inklusive des neuesten Firmware-Updates) bieten eine gute Möglichkeit, den Ladestatus und Betrieb der Batterie zu überwachen. Die angegebene Garantie der verschiedenen Hersteller liegt meist unter der tatsächlichen Lebensdauer.
| Hersteller Band | Typische Garantiedauer | Definition des Garantieendes |
| Standard-Lithium-Ionen | ca. 10 Jahre | Kapazität sinkt unter 80 % |
| Premium-Lithium-Ionen (LiFePO4) | 10–15 Jahre | Kapazität sinkt unter 80 % |
| Blei-Säure | ca. 3–5 Jahre | Oft deutlich länger nutzbar |
Gerade bei Geräten wie einem Batteriespeicher sollte nicht im Bereich der Sicherheit gespart werden. Hier sind einige Normen, die im Falle von Batteriespeichern greifen:
| Bereich | Norm / Regel | Kurzbeschreibung |
|---|---|---|
| Sicherheitsanforderungen | VDE-AR-E 2510-2 | Sicherheitsanforderungen für ortsfeste elektrische Speichersysteme während des gesamten Lebenszyklus |
| Brandschutz | DIN 16011 | Brandschutz für Lithium-Ionen-Batteriespeicher |
| Chemische Sicherheit | DIN 50636-1 | Anforderungen für Lithium-Ionen-Batterien (chemische Sicherheit) |
| Zertifizierungen | IEC 61215, IEC 61730 | Prüfnormen für Solarmodule und Batteriespeicher |
| Zertifizierungen | TÜV, CE, VDE | Weitere wichtige Qualitätsnachweise für die Produktsicherheit |
| Installation | VDE 0100 | Allgemeine Regeln für elektrische Anlagen |
Damit die Lithium-Ionen-Batterie kein Auslöser eines Hausbrandes wird, sollte beachtet werden, dass die Batterie auf einer feuerfesten Unterkonstruktion montiert wird und ein Brandschutzkonzept in Betrieb ist, das von Experten validiert wurde.
Die Batterie sollte zudem durch aktive oder passive Maßnahmen im Sinne des thermischen Managements gekühlt werden und eine Temperatur zwischen 15 °C und 30 °C behalten.
Ein gut erreichbarer Standort der Batterie, der idealerweise nicht direkt neben Wohnräumen ist, ermöglicht zudem ein schnelles Löschen im Notfall. Dieser Standort sollte zudem gut belüftet und trocken sein.
Wichtig: Vorsicht ist besser als Nachsicht
Ein gutes Brandschutzkonzept zu haben und einen Plan für die Löschung ist wichtig. Dennoch sei hier explizit angegeben, dass bei richtiger Montage natürlich nicht davon ausgegangen werden muss, dass die Batterie Feuer fängt.
Hier gilt nur, dass der Prävention lieber etwas mehr Planung gewidmet wird, als einen vermeidbaren Brand in Kauf zu nehmen.
| Merkmal | Lithium-Ionen | Bleiakku |
|---|---|---|
| Brandrisiko | Höher, besonders bei Überladung oder Beschädigung | Geringer, aber chemische Gefahr durch Säure |
| Thermisches Management | Notwendig, aktives Kühlung | Weniger empfindlich, einfache Kühlung |
| Entladetiefe | Hoch, stabiler bei tiefen Temperaturen | Weniger stabil bei tiefen Temperaturen |
| Chemische Gefahr | Gering, keine Säure | Hoch, Säure und giftige Gase |
| Lebensdauer | Höhere Zyklenzahl, länger | Niedrigere Zyklenzahl, kürzer |
| Wartung | Gering | Höher, regelmäßige Kontrolle nötig |
Ein Energiemanagementsystem (EMS) im Zusammenhang mit einem Batteriespeicher ist extrem empfehlenswert. Es verarbeitet Daten und steuert somit, wann die Batterie geladen wird, und wann Energie aus der Batterie verwendet wird und welche Bereiche des Haushaltes dabei priorisiert werden.
Ein komplettes EMS bezieht in der Regel aktuelle Strompreise und die Netzfrequenz mit ein. Ein einfaches Batteriemanagementsystem (BMS) hingegen operiert ausschließlich auf der Hardware-Ebene. Es misst und berücksichtigt nur interne Zustände wie Spannung, Temperatur und Zellgesundheit.
Batteriemanagementsystem oder Energiemanagementsystem: Was ist besser?
In der Regel lohnt es sich, ein EMS mit in eine Smart-Home-Integration einzubinden, da so alles an einem gebündelten Ort überwacht werden kann.
Was gibt es zur Notstromfunktion zu wissen?
Eine Notstromfunktion ist nicht automatisch bei der Installation eines Batteriespeichers integriert, allerdings lässt sich dieser in den meisten Fällen über einen Hybrid-Wechselrichter mit einbinden.
Über die Notstromfunktion kann die Batterie auch bei Stromausfall des Netzbetreibers einen Teil des Hauses versorgen. Auch kann bei Notbetrieb der PV-Speicher noch durch eine PV-Anlage geladen werden.
| Merkmal | Einfache Notstromfunktion | Vollständige Notstromfähigkeit |
|---|---|---|
| Umschaltzeit | Sekunden bis Minuten | Oft < 20 ms (nahezu ohne Ausfall) |
| Versorgte Verbraucher | Nur wenige, wichtige Geräte | Großes Haus, auch große Verbraucher |
| Netz Umschaltbox | Manuell, oft nicht vollautomatisch | Vollautomatisch, sicher |
| Kompatibilität | Nur kleinere Verbraucher | Großverbraucher (Herd, Wärmepumpe, Wallbox) |
| Sicherheit | Geringere Netz-Isolation | Hoch, vollisolierter Betrieb |
Damit ein Hybrid-Wechselrichter für die stabile Notstromversorgung geeignet ist, muss er eine schnelle Umschaltung besitzen. Der Betrieb sollte netzunabhängig sein und braucht eine hohe Leistung.
Wie teuer und wirtschaftlich sind Batteriespeicher?
Je mehr Speicherkapazität ein Batteriespeicher hat, desto teurer wird der Speicher in der Anschaffung. Allerdings wird der Preis umgerechnet auf €/kWh immer geringer. Die reine Anschaffung eines Speichers für AC- oder DC- gekoppelte Systeme ist gleich.
Allerdings kann ein DC-gekoppeltes System unter Umständen etwas teurer werden, aufgrund des Wechselrichters und der etwas aufwendigen Installation. Bei Neuanlagen ist ein DC-System häufig günstiger, da ein Hybridwechselrichter zwei Geräte übernimmt.
| Kapazität | Reiner Gerätepreis* | Installiert (inkl. WR + Kosten)* | €/kWh (installiert)* |
|---|---|---|---|
| 3–4 kWh | 900–1.300 € | 1.100–1.400 €/kWh | 900–1.400 € |
| 5 kWh | 1.500–3.500 € | 2.500–4.000 € | 500–800 € |
| 10 kWh | 2.500–4.500 € | 4.500–8.000 € | 450–800 € |
| 15 kWh | 4.800–7.500 € | 7.000–11.000 € | 470–730 € |
*Preise sind als Schätzwerte zu verstehen. Wir empfehlen Ihnen eine kostenfreie Erstberatung für eine bessere Preiseinschätzung.
In den letzten Jahren ist der Preis pro kWh Speicherkapazität stetig gesunken und auch in Zukunft ist mit sinkenden Zellkosten zu rechnen. Allerdings könnten steigende Rohstoffpreise von Lithium die Abwärtsbewegung etwas bremsen.
Die Gesamtkosten der Anschaffung eines Energiespeichers variieren stark je nach Nutzung und Anschaffungskosten.
Ein Beispiel aus der Praxis:
Bei einem 10 kWh-Speicher mit typischen 600 bis 1.200 € Jahresersparnis amortisiert sich die Anlage in 8–12 Jahren. Über 15 Jahre Lebensdauer ergibt sich ein Nettoerlös von ca. 3.000–9.000 €.
Die besten Batteriespeicher in Deutschland?
Die Batteriespeicher von Solarwatt erfreuen sich immer größerer Beliebtheit, da sie eine hohe Speicherqualität, flexible Skalierbarkeit und ein durchdachtes Zusammenspiel mit Photovoltaikanlage, Energiemanager und weiteren Komponenten im Haushalt bieten.
Mit einer eigenen Speicherlösung wie der SOLARWATT Battery vision richtet sich Solarwatt an Haushalte, die ihren Solarstrom effizienter nutzen, ihre Eigenverbrauchsquote erhöhen und unabhängiger vom öffentlichen Stromnetz werden möchten.
Bei der Auswahl des passenden Batteriespeichers sollten jedoch nicht nur Marke, sondern auch technische Kennzahlen wie Kapazität, Wirkungsgrad, Lebensdauer, Sicherheitszertifizierungen, Garantiebedingungen und Wirtschaftlichkeit berücksichtigt werden.
Gibt es Förderungen und finanzielle Unterstützung?
Gibt es Förderungen und finanzielle Unterstützung?
Wer in einen Batteriespeicher investieren möchte, kann von einigen Förderprogrammen profitieren. Auf Bundesebene kommen für Privatpersonen von der KfW (Kreditanstalt für Wiederaufbau) geförderte Speichersysteme infrage.
Andere Anbieter und Programme fördern häufig nur Unternehmen, Gewerbe und Kommunen. Die Förderung wird nur bei Einhaltung von Herstellererklärung, Fachunternehmererklärung und einem bestehenden Sicherheitskonzept bewilligt.
Ab wann lohnen sich Batteriespeicher?
Um herauszufinden, ob sich ein Batteriespeicher für die eigene Nutzung rentiert, sollte zunächst berechnet werden, wie viel im Jahr durch die Nutzung eines solchen Speichers gespart wird, abzüglich Instandhaltungskosten.
Anschließend sollte diese Summe mit den Investitionskosten verrechnet werden. Die Investitionskosten geteilt durch die Ersparnisse ergeben die Amortisationszeit. Die Amortisationszeit gibt an, wie lange es dauert, bis sich die Investition wirtschaftlich ausgezahlt hat.
Was für eine Amortisationszeit ist gut?
Die Amortisationszeit hängt vom Eigenverbrauch und vom Strompreis ab. Häufig beträgt sie bei einem Batteriespeicher zwischen 8 und 14 Jahren.
Wenn die Strompreise aus dem öffentlichen Netz steigen, verbessert sich die Wirtschaftlichkeit eines Solarbatteriespeichers deutlich.
Nicht jeder Besitzer einer PV-Anlage benötigt einen Solarspeicher:
Bei einem geringen Stromverbrauch, der hauptsächlich tagsüber stattfindet, oder bei niedrigen Strompreisen zahlt sich ein Batteriespeicher nicht immer aus.
FAQ: Batteriespeicher
Ein Batteriespeicher ist definitionsgemäß eine Möglichkeit, generierte Solarenergie zwischenzuspeichern, um die Energie auch außerhalb der sonnigen Zeiten zu nutzen.
Sie ermöglicht es Haushalten, unabhängiger vom öffentlichen Stromnetz zu sein und mehr Solarstrom im Eigenverbrauch zu nutzen.
Allein die Anschaffungskosten für einen Batteriespeicher für ein Balkonkraftwerk (ca. 5–8 kWh) betragen in der Regel zwischen 2.000 und 4.000 €. Für ein Einfamilienhaus (10–15 kWh) betragen sie meist zwischen 5.000–8.000 €. Ein 10 kWh System inklusive Installation kostet meist ca. 7.000 bis 10.500 €.
Das ist stark abhängig von den eigenen Voraussetzungen und der eigenen Energienutzung. Etabliert haben sich auf dem Markt als Standard LFP (Lithium-Ionen-Batterien).
Diese Akkus für Photovoltaik haben 15–20 Jahre Lebensdauer und weisen im Vergleich zu Bleibatterien, die zusätzlicher Wartung bedürfen, eine viel bessere Alltagstauglichkeit auf.
Die Lebensdauer von Lithium-Ionen-Batterien beträgt meist ca. 15–20 Jahre. Das entspricht etwa 3.000 bis 5.000 Zyklen.
Die Faustregel sagt, dass etwa 1 kWh Speicherkapazität pro 1.000 kWh Jahresstromverbrauch benötigt wird.
Ein Haushalt mit einem jährlichen Verbrauch von ca. 4.000 kWh könnte also in einen Batteriespeicher mit 4–6 kWh Kapazität investieren.
Wer hauptsächlich nachts Energie verbraucht oder eine Wärmepumpe oder Wallbox betreibt, braucht mehr Speicherkapazität.
Für kleine Haushalte mit Balkonkraftwerk sind 5–8 kWh Batteriespeicher oft komplett ausreichend. Einfamilienhäuser mit Photovoltaikanlage nutzen meist 10–15 kWh Speicher. Ü
ber 15 kWh werden nur bei Privathaushalten mit sehr hohem Verbrauch benötigt und entsprechen nicht der Regel im nicht industriellen Gebrauch.
Ein Akku für eine PV-Anlage erhöht den Eigenverbrauch des selbst erzeugten Solarstroms. Moderne Lithium-Ionen-Batteriespeicher sind heute der Standard und bieten eine hohe Lebensdauer sowie einen guten Wirkungsgrad.
Von der Batterie zum Wechselrichter wird ein DC-Kabel benötigt. Zusätzlich benötigt es ein AC-Kabel vom Wechselrichter zum Hausnetz.
Derzeit werden hauptsächlich Lithium-Ionen-Batterien verwendet. NMC-Batterien sind der Standard und haben eine Lebensdauer von 10–15 Jahren.
LFP-Batterien haben eine Lebensdauer von 15 bis 20 Jahren und weisen die beste Alltagstauglichkeit auf. Derzeit wird an Natrium-Ionen Batterien und Festkörperzellen geforscht, jedoch sind diese Technologien noch nicht einsatzbereit bzw. werden sie noch weiter entwickelt.
Stand 2026 finden ca. 2 bis 2,5 Millionen Batteriespeicher in Deutschland Verwendung. Der Trend ist steigend.
Bei hohen Strompreisen von über 35 €/100 kWh lohnt es sich besonders, möglichst viel Solarenergie zu nutzen.
Wenn der Eigenverbrauch unter 30 % des generierten Stroms beträgt, lohnt sich die Investition in einen Speicher. Das passiert besonders bei Haushalten, die vorwiegend abends und nachts Energie verwenden.
Natürlich ist das abhängig vom eigenen Nutzungsverhalten. Grob kann jedoch gesagt werden, dass kleine Haushalte einen 4–6 kWh Speicher benötigen.
Einfamilienhäuser meist 8–10 kWh und große Haushalte mit Wärmepumpe und Elektroauto 12–15 kWh.
Standardmäßig nutzen Einfamilienhäuser 10 kWh Speicher. Ideal sind LFP-Batterien mit 15–20 Jahren Lebensdauer.
Ja, mit einem Batteriespeicher kann auch Not- und Ersatzstrom betrieben werden. Dies muss jedoch bei der Installation mit eingeplant werden und ist nicht standardmäßig verbaut.
Ja, bei dem Betrieb einer Wallbox oder Wärmepumpe lohnt sich ein Batteriespeicher sogar besonders, da diese Geräte besonders viel Energie verbrauchen.
Gerade die Wallbox wird häufig über Nacht genutzt, wenn wenig Solarenergie generiert wird. Hier kann die gespeicherte Energie aus der Solarbatterie genutzt werden.
Der Batteriespeicher ist zu groß dimensioniert, wenn die PV-Leistung nicht ausreicht, um den Speicher regelmäßig zu füllen. Auch wenn der jährliche Verbrauch unter der Speicherkapazität bleibt.
