Nachrüstspeicher: Wohin mit dem Solarstrom, wenn die EEG-Vergütung endet?
Solaranlagen für Eigenheimbesitzer waren dank EEG(öffnet im neuen Fenster) durchaus attraktiv. Denn mit teilweise bis zu 57 Cent und mindestens 44 Cent pro kWh Einspeisevergütung(öffnet im neuen Fenster) für Anlagen, die bis 2008 in Betrieb genommen wurden, amortisierten sie sich in der Regel nach einigen Jahren. Die Höhe der Einspeisevergütung wird maßgeblich durch den Zeitpunkt der Inbetriebnahme der Solaranlage festgelegt und ist dann für 20 Jahre garantiert. Schaut man sich parallel dazu die Entwicklung der Strompreise der letzten 15 Jahre(öffnet im neuen Fenster) mit durchschnittlichen Preisen von 20 bis 30 Cent pro kWh bis 2021 an, war es für Betreiber von Solaranlagen sinnvoll, den gesamten produzierten Strom ins Netz einzuspeisen.
Ab dem Jahr 2004 gab es einen deutlichen Anstieg an installierten Solaranlagen mit zusätzlich 660 MW installierter Leistung im Vergleich zu den in Summe 450 MW in den vier Jahren davor(öffnet im neuen Fenster) . Vom Auslaufen der EEG-Einspeisevergütung nach 20 Jahren werden daher ab 2024 viele Solaranlagen betroffen sein. Deren Betreiber werden nach Möglichkeiten suchen, einen möglichst großen Anteil des erzeugten Stroms selbst zu verbrauchen, da eine Einspeisung ins Netz deutlich unwirtschaftlicher wird.
Es wundert daher nicht, dass wir auf der Solar Solution Messe Ende 2023 einige Angebote für Speichersysteme zum Nachrüsten für bestehende Photovoltaikanlagen fanden.
Sind Nachrüstspeicher eine Lösung?
Auf den ersten Blick scheint es sinnvoll zu sein, den erzeugten Strom zu speichern und selbst zu nutzen, um so den eigenen Netzbezug zu reduzieren. Die Frage ist allerdings, ob das auch wirtschaftlich ist.
Für Besitzer eines E-Autos stellt sich die Frage vermutlich nicht, denn hier ist ein Speicher ja quasi schon vorhanden und Lösungen, die den überschüssigen Solarstrom zum Laden eines Elektrofahrzeugs nutzen, gibt seit einiger Zeit – sogar als DIY-Lösung. Wer aber kein Elektrofahrzeug mit dem Solarüberschuss laden kann, denkt vermutlich über einen Batteriespeicher nach.
Die Frage dabei ist, wie ein Speichersystem nachträglich in eine bestehende Solaranlage integriert werden kann. Anlagen, die von Anfang an mit einem Speicher konzipiert wurden, sind in ihren Komponenten aufeinander abgestimmt. Dabei kommt ein Hybridwechselrichter zum Einsatz, der den Solarstrom sowohl in der angeschlossenen Batterie speichern (DC) als auch in das Stromnetz (AC) einspeisen kann.
Die Wechselrichter in bestehenden Anlagen haben aber meist keine Möglichkeit, einen Speicher auf der DC-Seite zu ergänzen und müssten daher zusätzlich zur Anschaffung des Batteriespeichers auch noch ausgetauscht werden. Das erhöht die Kosten für einen Umbau deutlich und macht eine solche Lösung wirtschaftlich wieder unattraktiver.
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Eine einfache Möglichkeit ist es, den Speicher auf der AC-Seite nach dem Wechselrichter zu ergänzen. Vereinfacht betrachtet, besteht ein solches System aus einem 230-V-Ladegerät, das den angeschlossenen Akku lädt, und einem zusätzlichen Wechselrichter, der den Strom aus dem Akku bei Bedarf wieder ins Hausnetz einspeist, ähnlich wie bei einem Balkonkraftwerk.
Nachteil ist in diesem Fall aber das mehrfache Umwandeln von Gleichspannung in Wechselspannung (Hauswechselrichter), wieder in Gleichspannung (Ladegerät) und erneut in Wechselspannung (zusätzlicher Wechselrichter). Selbst bei guten Geräten muss man hier mit 20 bis 30 Prozent Verlust rechnen, was diese Lösung auch wieder weniger reizvoll macht.
Wie funktioniert das Power Ocean DC Fit?
Praktisch wäre eine Lösung, bei der man den vorhandenen Wechselrichter behalten und den Speicher vor dem Wechselrichter auf der DC Seite einbauen könnte. Genau hier setzt die DC-Fit-Lösung an.
Die Solarmodule werden dabei nicht mehr direkt an den Wechselrichter, sondern an den DC-Fit-Konverter angeschlossen. Er sitzt als oberstes Gerät auf einem oder mehreren Akkupacks, die übereinander gestapelt und damit kabellos verbunden werden können.
Der Konverter hat zwei Solareingänge mit je 1.000-V-(max.)-Eingang und einem Arbeitsbereich von 150 bis 800 V und je 2,5 kW maximaler Eingangsleistung (5 kW max. über beide Eingänge). Maximal 3 der je 5-kWh-/59-kg-Akkus können zusammengeschaltet werden und liefern so eine Kapazität von maximal 15 kWh.
Der DC-Ausgang des Konverters wird dann mit dem bereits vorhandenen Wechselrichter verbunden und speist entweder den Solarertrag der Module oder Energie aus den Akkus in den Wechselrichter ein und simuliert somit den Solarstrom, der vorher direkt von den Modulen kam. Durch ein zusätzliches Messgerät am Stromzähler des Hauses überwacht die DC-Fit-Anlage den aktuell im Haus verbrauchten Strom und passt die Ausgangsleistung des Konverters entsprechend an.
Somit wird nur die tatsächlich benötigte Leistung abgegeben. Zumindest theoretisch. In der Praxis wird das vermutlich nicht zu 100 Prozent funktionieren, gerade bei schnell wechselnden Lasten. Denn sowohl die Messung und die Leistungsanpassung des Konverters haben eine gewisse Latenz.
Dazu kommt noch die Zeit, die der Wechselrichter benötigt, um die geänderte Leistung über den MPPT-Solareingang zu erfassen und sich neu einzuregeln. Zu schnelle Anpassungen wird es seitens des DC-Fit-Konverters wohl auch nicht geben, damit das Regelsystem nicht anfängt zu schwingen. Grundsätzlich kann so aber eine bedarfsoptimierte Einspeisung erfolgen.
Die Akkus arbeiten intern mit einer Spannung von 800 V und basieren auf LiFePo4-Zellen und sind nach IP65 zertifiziert, was einen Einsatz auch außerhalb des Hauses ermöglicht. Dabei hat jeder Akku ein eigenes internes BMS (Batterie Management System) und ein Brandschutzmodul.
Ein Heizsystem ermöglicht den Betrieb bis -20 °C. Die Akkus können mit bis zu 2,5 kW geladen und mit bis zu 3,3 kW entladen werden. Wer also eine Solaranlage mit mehr als 2,5 kWp verbaut hat, sollte vermutlich auf mindestens zwei Akkus als Speicher setzen, um die volle Ladeleistung der Solaranlage nutzen zu können.
Gesteuert wird die Anlage über eine App und die Einbindung ist das heimische WLAN. Dabei liegen alle aktuellen Daten und Einstellungen direkt auf der Anlage und ermöglichen eine Steuerung auch ohne Internetzugang. Lediglich die historischen Verbrauchsdaten werden in die Ecoflow Cloud gesynct und dort gespeichert. Eine Möglichkeit, das System in eine vorhandene Hausautomatisierung einzubinden, gibt es aktuell noch nicht.
| Batterie | LiFePO4 |
| Batteriekapazität | 5 kWh |
| maximale Anzahl Batterien | 3 |
| max. Solar-Eingangsleistung | 5 kW (2 x 2,5kW) |
| max. Solar-Eingangsspannung | 1.000 V DC |
| Betriebsspannungsbereich | 150 - 800 V DC |
| Anzahl PV-Stränge | 2 |
| max. Akkukapazität | 15 kWh |
| Nennspannung Batterie | 800 V |
| max. Ladeleistung Batterie | 2,5 kW |
| max. Entladeleistung Batterie | 3,3, kW |
| Betriebstemperatur | -20° bis 50° C |
| Schutzklasse | IP65 |
| Abmessungen Wandler (BxTxH) | 680 x 201 x 230 mm |
| Gewicht Wandler | 20 kg |
| Abmessungen Batterie (BxTxH) | 680 x 182,7 x 424 mm |
| Gewicht Batterie | 55,8 kg |
| Gesamtabmessung (ohne verstellbare Füße) | 680 x 201 x 679 |
| Gesamtgewicht | 79,2 kg |
Für wen ist das System geeignet?
Durch den großen Eingangsspannungsbereich sollte der Konverter an eine Vielzahl von Solaranlagen adaptierbar sein. Eine Einschränkung sind gegebenenfalls die zwei Solareingänge und die maximale Eingangsleistung von 2,5 kW pro Eingang. Wer eine Solaranlage mit mehr als zwei Strings hat oder einzelne Strings mit mehr als 2,5 kWp Gesamtleistung, wird um eine Anpassung der Verschaltung der Module nicht herumkommen oder kann das System nicht voll nutzen.
Auch die Kompatibilität zum vorhandenen Wechselrichter muss gegeben sein. Aktuell gibt es von Ecoflow eine Liste von Wechselrichtern, die nicht mit dem DC-Fit-System kompatibel sind (Stand 15.01.2024)
1. All microinverters
2. SolarEdge
3. Kaco Blueplanet TL1 series
4. Bosch BPT-S series
5. Solax X3 series
6. Aiswei/solplanet ASW LT-G2 series
7. SMA TL10 series
Die Installation muss von einer Fachfirma erfolgen, ist aber durch den modularen Aufbau nicht sehr aufwendig. Zumal keine Änderungen am Hausnetz erfolgen muss, denn alle Änderungen der bestehenden Anlage erfolgen auf der DC-Seite vor dem eigentlichen Wechselrichter.
Aktuell sind die Preise auch durchaus attraktiv, da noch die 0 Prozent MwSt. für Geräte in Hausinstallationen gilt und bis zum 1. März 2024 die Firma Ecoflow die Systeme rabattiert anbietet.
Das Basiskit, bestehend aus dem DC-DC-Konverter und einer 5-kWh-Batterie kostet aktuell 3.354 Euro bei verschiedenen Händlern, die zusätzlichen 5-kWh-Batterien jeweils 1.899 Euro. Somit belaufen sich die Anschaffungskosten auf 7.152 Euro für das 15-kWh-System und damit rechnerisch auf 476,80 Euro pro installierter kWh Kapazität.
Dazu kommen dann noch die Installationskosten. Auf Nachfrage bei der Firma Multiwerk, einem Fachbetrieb für Solaranlagen und eine der Partnerfirmen von Ecoflow, liegen diese bei 800 bis 1.300 Euro, je nach Aufwand für die Verkabelung und die bauliche Situation vor Ort.
Mit den Worten des Multiwerk-Geschäftsführers Alexander von Gruchalla beschränkt sich der eigentliche "Installationsaufwand" auf das Anbinden des neuen Smartmeters. Der Rest sei Plug & Play. "Vorhandenen Wechselrichter ausschalten, Strings auftrennen, Powerocean DC Fit via Plug & Play aufstellen und die Strings anschließen. Zuletzt Smartmeter einbinden und dann die Inbetriebnahme in der App erledigen," sagt Gruchalla.
Rechnet sich das?
So stellt sich abschließend noch die Frage nach der Wirtschaftlichkeit. Nach dem Auslaufen der EEG-Vergütung einer Anlage ist der Netzbetreiber weiterhin verpflichtet, den erzeugten Strom abzunehmen und eine Anschlussvergütung zu zahlen. Diese hängt aber vom aktuellen Marktpreis ab und ist zusätzlich mit pauschalen Abzügen für die Vermarktungskosten des Netzbetreibers behaftet.
Bei aktuellen Bezugspreisen von deutlich über 30 Cent pro kWh und einer Einspeisevergütung von meist unter 10 Cent pro kWh können wir vereinfacht mit einer durchschnittlichen Differenz von 20 Cent pro kWh rechnen. Bei einem Anschaffungspreis von 5.253 Euro für das 10-kWh-System ergeben sich so 26.265 kWh, die an Netzbezug eingespart werden müssen, ehe sich die Anlage amortisiert hat.
Zielt man auf eine Zeit von 10 Jahren ab (bei 15 Jahren Garantie auf die Anlage laut Hersteller), müssen pro Jahr circa 2.700 kWh an Netzbezug eingespart werden. Ist die Differenz aus Vergütung und Bezugspreis größer als 20 Cent, wird das jährliche Einsparziel natürlich kleiner beziehungsweise amortisiert sich das System sogar schneller.
Pauschal lässt sich die Frage nach der Wirtschaftlichkeit nicht beantworten, aber Betreiber einer Anlage haben ja bis zu 20 Jahre Erfahrung, welche Erträge ihr System im Jahr erzeugt und wie hoch der eigene Verbrauch ist. Damit sollte eine Abschätzung, ob sich das Ganze lohnt, gut machbar sein.
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