Photovoltaik Speicher

Sonnenstrom im Akku speichern

Das Wichtigste in Kürze

  • Wer eine Photovoltaik-Anlage auf dem Dach hat, sollte möglichst viel von seinem Sonnenstrom selbst verbrauchen.
  • Batteriespeicher helfen dabei, den Eigenverbrauch mindestens zu verdoppeln.
  • Seit Mitte 2017 gibt es kleine Heimspeicher aus Lithium-Ionen-Akkus, deren Kauf sich ohne eine staatliche Förderung für den Verbraucher lohnen kann.
  • Wichtig ist stets, dass der Speicher zum Strombedarf des Haushalts passt sowie eine lange Lebensdauer und hohe Effizienz aufweist.
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Rund 60.000 Speicher für Strom aus Photovoltaik-Anlagen sind in Deutschland in Betrieb. Das kann eine Batterie im Keller eines Privathauses sein oder ein großer Akku in einem mittelständischen Unternehmen. Ihre Aufgabe ist es dabei zumeist, vor Ort erzeugten Strom zum Beispiel aus Photovoltaik-Anlagen zu speichern. So kann die Energie zu einem späteren Zeitpunkt im Wohnhaus oder im Betrieb zum Einsatz kommen, und Anlagenbetreiber können einen höheren Anteil ihres Stroms selbst nutzen.

Die Speicher basieren zumeist auf der Lithium-Ionen-Technologie. Ihre Zahl wächst stetig. 2016 wurden nach Angaben des Bundesverbands Solarwirtschaft rund 20.000 neue Geräte installiert. Bis Ende 2018 rechnet der Verband damit, dass die Zahl dieser Heimspeicher auf 100.000 anwächst. Das sind noch kleine Zahlen gemessen an rund 1,6 Millionen installierten Photovoltaik-Anlagen in Deutschland.

Auch Marktforscher erwarten, dass die Nachfrage nach den Geräten in den kommenden Jahren stärker steigen wird. Das hat zwei Gründe: Die Preise für Batteriespeicher für den Hausgebrauch sinken stetig. So wird heute jede zweite neue Photovoltaik-Anlage mit einem Speicher gekoppelt. Interessant ist der Kauf aber nicht nur für Betreiber neuer Photovoltaik-Anlagen, sondern auch für jene mit einem älteren Kraftwerk. Die meisten von diesen speisen ihren Strom bislang komplett ins Stromnetz ein und beziehen die Einspeisevergütung über das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG). Die Förderung läuft für die ersten Anlagen Ende 2020 aus. Wollen die Eigentümer die Systeme weiter betreiben, ist es für sie am sinnvollsten, möglichst viel ihres Stroms selbst zu verbrauchen. Das gelingt mit einem Batteriespeicher. Beim Kauf eines Geräts ist allerdings einiges zu beachten.

Nach Preisrutsch können sich erste kleine Systeme rechnen

Der Kauf eines kleinen Batteriespeichers ist eine Investition von mehreren Tausend Euro. Noch 2015 lagen die Preise für kleine Systeme aus Lithium-Ionen-Akkus durchschnittlich bei mehr als 1.400 Euro pro Kilowattstunde Speicherkapazität. Damit rechnete sich die Anschaffung für einen Haushalt nicht. Um dennoch Investitionen zu fördern, zahlt der Staat seit 2013 Zuschüsse. Das Programm läuft über die KfW-Bank und ist bis Ende 2018 angelegt. Die Fördersätze sinken dabei zum 1. Oktober 2017 und zum 1. Januar 2018.

Seit 2015 sind die Preise um rund 18 Prozent pro Jahr gefallen. Das beruht vor allem darauf, dass Speicherzellen immer weniger kosten. So kommt es, dass sich der Betrieb großer Batteriekraftwerke und Anlagen für Gewerbebetriebe bereits seit 2016 lohnt. Bei kleinen Systemen für Haushalte fallen die Kosten für Elektronik und Sensoren im Verhältnis stärker ins Gewicht. Doch auch hier ist mittlerweile der Durchbruch erreicht: Seit Mitte 2017 gibt es erste kleine Batteriespeicher, die sich für einen Haushalt rechnen können.

Speicherkosten von 20 Cent pro Kilowattstunde möglich

Abhängig ist die individuelle Kalkulation nicht nur vom Anschaffungspreis sondern auch anderen Faktoren: Der Speicher sollte zur Größe der Photovoltaik-Anlage und zum Bedarf eines Haushalts passen. Er sollte 20 Jahre in Betrieb bleiben und einen hohen Wirkungsgrad aufweisen. In Regionen mit viel direkter Sonnenstrahlung und entsprechend höheren Stromerträgen aus der Solaranlage lohnt sich der Speicher eher als in Regionen mit beispielsweise viel Nebel.

Wie hoch die Preise für Endkunden sind, hängt vom Installationsbetrieb ab. Erste Hersteller bieten Mitte 2017 Systeme mit zehn Kilowattstunden Speicherkapazität für rund 5.000 Euro (ohne Mehrwertsteuer) an. Pro Kilowattstunde sind das 500 Euro. Für günstige kleinere Geräte mit rund 5 Kilowattstunden zahlen Installateure weniger als 1.000 Euro pro Kilowattstunde. Liegt der Verkaufspreis an den Kunden dann bei rund 1.000 Euro pro Kilowattstunde Speicherkapazität, können sich Kosten von 20 Cent oder weniger für das Speichern einer Kilowattstunde Strom ergeben. Dann trägt sich die Investition - ohne dass noch ein staatlicher Zuschuss nötig ist.

In vielen Fällen ergibt sich jedoch noch keine Wirtschaftlichkeit für einen Speicher. Dass sich der Kauf für jeden Haushalt lohnt, sehen Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme erreicht, wenn die Geräte 600 Euro pro Kilowattstunde Speicherkapazität kosten.

Der Speicher erhöht den Verbrauch eigenen Solarstroms

Für einen Haushalt gilt: Mit einer neuen Solaranlage lässt sich heute Sonnenstrom für 10 Cent pro Kilowattstunde auf einem Wohnhaus erzeugen. Durch den Verbrauch eigenen Stroms spart sich der Verbraucher den Bezug aus der Steckdose von im Schnitt 30 Cent pro Kilowattstunde. Aber: Ohne einen Speicher lässt sich nur rund ein Viertel des eigenen Stroms nutzen. Mit einem Speicher steigt der Eigenverbrauch auf mindestens 50 Prozent. Für einen wirtschaftlichen Betrieb ist es sinnvoll, wenn ein Haushalt seinen Bedarf zu mehr als 60 Prozent decken kann.

Betragen die Kosten für das Speichern einer Kilowattstunde 20 Cent, liegen sie gleichauf mit den durchschnittlichen Kosten für den Bezug aus dem Netz. Das Speichern kann sich dann für einen Betreiber - je nachdem, wie viel er für den Strom aus der Steckdose zahlt. Steigen die Strompreise für Haushalte weiter, erhöht sich die Wirtschaftlichkeit des Speichers. 

Verbraucht der Haushalt mehr eigenen Strom, speist er natürlich weniger ins Netz ein und bekommt dadurch weniger Geld über das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG). Für eine Kilowattstunde erhalten Betreiber von Anlagen bis 10 Kilowatt Leistung im Juni 2017 12,24 Cent pro Kilowattstunde. Verbraucht ein Haushalt mit einem Bedarf von 5.000 Kilowattstunden durch einen Speicher 1.000 Kilowattstunden des eigenen Stroms mehr, entgeht ihm eine Vergütung von rund 120 Euro im Jahr.

Pro Monat verringert sich die Einspeisevergütung derzeit um 0,25 Prozent. Bleibt es bei diesem Satz, liegt die Einspeisevergütung zu Neujahr 2018 bei rund 12 Cent pro Kilowattstunde. Fallen die Speicherpreise weiter, sind die Einnahmen aus der Überschusseinspeisung zu vernachlässigen.

Aufrüstung von Solaranlagen nach Ende der EEG-Förderung

Für Betreiber von älteren Solarstrom-Anlagen sieht die Kalkulation noch besser aus. Läuft die EEG-Vergütung nach 20 Jahren ab, ist die Photovoltaik-Anlage längst refinanziert. Die Eigentümer produzieren dann Strom zu Kosten von nahezu 0 Euro. Es fallen nur noch Betriebskosten an, etwa für die Überwachung und die Wartung der Anlagen.

Wollen die Eigentümer die Systeme weiter betreiben, können sie den Strom natürlich weiter ins Netz speisen. Sie müssen sich dann aber um den Verkauf kümmern. Die Börsenstrompreise lagen 2016 im Schnitt bei 3 bis 4 Cent pro Kilowattstunde. Das lohnt sich nicht, wenn der Bezug aus dem Stromnetz um ein Vielfaches teurer ist. Das Speichern einer Kilowattstunde Solarstrom für 20 Cent wäre in diesem Fall auch deutlich günstiger als die Belieferung durch einen Stromversorger. Es ist daher zu erwarten, dass der Absatz an Batteriespeichern ab 2021 stark anzieht. Beobachter prognostizieren, dass die Preise für Speichersysteme dann noch schneller sinken.

Speicher in der richtigen Größe wählen

Wenn Sie in einen Heimspeicher investieren wollen, sollten Sie sich gut informieren und beraten lassen. Über die Website Die-Sonne-speichern lassen sich Installateure finden. Sie übernehmen auch die Beratung. Die Größe des Speichers sollte zur Größe der Photovoltaik-Anlage und zu Ihrem Strombedarf passen. Die Faustformel lautet: Pro Kilowatt Photovoltaik-Leistung sollte eine Kilowattstunde Speicherkapazität vorhanden sein. Der Bundesverband Solarwirtschaft bietet einen Rechner zur Bestimmung der Größe eines Speichers.

Wichtig ist zudem das Abwägen zwischen den Investitionskosten für den Speicher und wie stark Sie sich von einem Stromversorger unabhängig machen wollen. Auch mit einem kleinen Speicher erhöhen Sie Ihre Autarkie auf mindestens 50 Prozent, wenn die Photovoltaik-Anlage über das Gesamtjahr rein rechnerisch so viel Strom produziert, dass Ihre Versorgung zu 75 bis 100 Prozent gedeckt wäre. Ein Beispiel: Für eine Familie mit einem Stromverbrauch von 4.000 Kilowattstunden im Jahr reicht eine Photovoltaik-Anlage mit fünf Kilowatt Leistung und dazu ein Speicher mit zwei bis drei Kilowattstunden Speicherkapazität. Mehr als die Hälfte des Strombedarfs könnte diese Familie mit eigenem Strom decken.

Mit einer höheren Speicherkapazität kann sich der Anteil der Eigenversorgung weiter erhöhen. Auf etwa 65 Prozent kann die Autarkie steigen, wenn im erwähnten Beispiel die Speicherkapazität der Batterie sechs Kilowattstunden beträgt. Der Speicher kostet dann aber auch deutlich mehr. Dass sich ein Haushalt zu mehr als 70 Prozent selbst versorgt, ist in der Praxis nur selten der Fall. Strebt die Familie aus dem Beispiel dies an, braucht sie auch eine größere Photovoltaik-Anlage.

Lithium-Ionen-Akkus haben sich durchgesetzt

Mindestens ebenso wichtig wie die Größe ist die Technologie der Batterie. Die ersten Batteriespeicher am Markt waren 2011 Blei-Säure-Akkus. Diese hatten damals geringere Kosten pro gespeicherter Kilowattstunde Strom als die Lithium-Ionen-Technologie. Den Wettlauf um günstigere Kosten gewannen aber die Lithium-Ionen-Batterien und verdrängten die Bleibatterien bis Ende 2015 fast völlig vom Markt.

Denn gegenüber Blei-Akkus zeichnen sich Lithium-Ionen-Speicher durch mehrere technische Vorteile aus: Ihr Entladetiefe ist höher. Bis zu 90 Prozent der gespeicherten Energie lässt sich nutzen, ohne dass die Batterie Schaden nimmt. Bei Blei-Akkus dürfen es höchstens 50 Prozent sein. Und ihre Lebensdauer ist länger. Gute Lithium-Ionen-Batterien lassen sich mindestens 4.000 Mal laden und entladen. Durchläuft der Speicher 200 solcher Vollzyklen im Jahr, sollte er 20 Jahre arbeiten können. Blei-Säure-Batterien halten dagegen keine zehn Jahre durch.

Gute Geräte sollten lang halten, effizient arbeiten, nicht brennen

Ein Risiko bergen Lithium-Ionen-Batterien aber: Die Speicherzellen sind leicht entflammbar und können explodieren. Die Brandgefahr haben Forscher am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) 2014 in Tests demonstriert. Daraufhin erstellten Branchenverbände einen Sicherheitsleitfaden. Die Inhalte sind 2016 in die Anwendungsregel VDE-AR-E 2510-50-2 eingegangen. Diese gilt für alle in Deutschland installierten Speicher, die ans Niederspannungsnetz geschlossen sind, und soll den sicheren Betrieb der Speicher gewährleisten. Der TÜV Rheinland hat aber im Mai 2017 darauf hingewiesen, dass nicht alle am Markt erhältlichen Geräte die Richtlinie erfüllen.

Ein weiteres wichtiges Kriterium beim Kauf eines Speichers ist die sogenannte Zyklenfestigkeit des Geräts. Diese gibt an, wie häufig ein Speicher geladen und wieder entladen werden kann, ohne dass dabei die Speicherkapazität stark einbricht. Damit ein Speicher 20 Jahre in Betrieb bleiben kann, sollte er 4.000 Zyklen durchlaufen können. Bislang haben sich die Hersteller von dezentralen Batteriespeichern aber auf keine einheitlichen Tests zur Ermittlung der Zyklenfestigkeit festgelegt. Daher sind die Angaben der Hersteller untereinander nicht vergleichbar. Wird die maximale Zahl der Ladezyklen angegeben, sollten Verbraucher nachfragen, wie hoch dann die Speicherkapazität des Geräts noch ist. Sinkt die Speicherkapazität einer Lithium-Ionen-Batterie unter 80 Prozent, ist ihre Leistungsfähigkeit schon stärker eingeschränkt. 

Wichtig für einen Betreiber ist ein dritter Punkt: Die Effizienz eines Speichergeräts. Es ist möglich, den Wirkungsgrad der einzelnen Komponenten eines Speichersystems anzugeben, also der Batterie oder des Ladereglers. Entscheidend ist aber für einen Betreiber, wie hoch der Wirkungsgrad des gesamten Systems ist. Und dieser Wert variiert von System zu System stark, wie das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) 2017 in einem Test festgestellt hat. Die Forscher prüften 16 verschiedene Batteriespeicher: Ihr Systemwirkungsgrad lag zwischen 79 und 94 Prozent. Aufgrund dieses Ergebnisses gaben die Branchenverbände einen Effizienz-Leitfaden heraus. An diesen können sich Hersteller halten - sie müssen es aber nicht.

Ein Anlagenpass sichert die Garantie

Bei der Installation des Speichers sollten Sie sich je einen Anlagenpass für Ihre Photovoltaik-Anlage und Ihren Speicher ausstellen lassen. In diesem dokumentiert der Installateur, wie die Anlagen aufgebaut und verschaltet sind. Das erleichtert Reparaturen zu einem späteren Zeitpunkt. Außerdem ist es dann einfacher, Garantieansprüche durchzusetzen. Wie ein Batteriespeicher zu installieren, warten und auch wieder zu demontieren und entsorgen ist, beschreibt die Anwendungsregel VDE-AR-E 2510-2. Sie ist Grundlage für die Arbeit der Installateure.

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Finanztip-Chefredakteur
Hermann-Josef Tenhagen

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Artikel verfasst von

Ines Rutschmann

Finanztip-Expertin für Energie

Als Expertin für Energie widmet sich Ines Rutschmann allen Fragen, die sich Verbrauchern rund um Strom und Heizen stellen. Über den Strommarkt berichtete sie erstmals 2005 für die Leipziger Volkszeitung, wo sie auch ihre journalistische Grundausbildung absolvierte. Danach war sie unter anderem für den Deutschlandfunk und das Solarstrom-Magazin Photon tätig. Ines Rutschmann ist Diplom-Ingenieurin (FH) und hat einen Abschluss als Master of Science in Energiemanagement.