Der Batteriespeicher einer Solaranlage

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Der Batteriespeicher einer Solaranlage – AC oder DC gekoppeltes Energiespeichersystem

Der Batterie- oder Energiespeicher einer Solaranlage ist nichts anderes als ein System, in dem eigener produzierter, aber nicht direkt verbrauchter Solarstrom für eine spätere Verwendung gespeichert wird.

Batterie- oder Energiespeicher puffern den selbst erzeugten aber nicht direkt verbrauchten Strom © NOWRA photography, stock.adobe.com
Batterie- oder Energiespeicher puffern den selbst erzeugten aber nicht direkt verbrauchten Strom © NOWRA photography, stock.adobe.com
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Da Photovoltaikmodule Gleichstrom erzeugen, das öffentliche Stromnetz jedoch Wechselstrom verwendet, kommen bei der Speicherung des erzeugten Stroms zwei unterschiedliche Batteriespeichersysteme zum Einsatz. Dabei handelt es sich um ein AC- oder ein DC-Speichersystem, wobei die Abkürzungen AC und DC für Alternating Current (Wechselstrom) und Direct Current (Gleichstrom) stehen.

Um es vorweg zu nehmen: Wer seine Photovoltaikanlage (PV-Anlage) mit einem Energiespeicher nachrüsten möchte, sollte auf einen AC-Speicher zurückgreifen, da er unabhängig vom bestehenden PV-System funktioniert. Der Batteriespeicher wird einfach hinter dem Wechselrichter in den Wechselstromkreis eingebunden. Die Installation und der Anschluss sind etwas unkomplizierter und daher kostengünstiger als beim DC-System.

Das Funktionsprinzip eines Batteriespeichers
Das Funktionsprinzip eines Batteriespeichers

Das DC-System für Gleichstrom

Ein DC-Energie- oder Batteriespeicher wird auf der Gleichstromseite, zwischen den Solarmodulen und der Wechselrichter des Photovoltaiksystems angeschlossen. In der Regel wird er direkt mit dem Wechselrichter des PV-Systems verbunden. Voraussetzung ist jedoch ein Hybrid-Wechselrichter. Denn dieser Wechselrichter kann sowohl den Strom der Solarmodule, als auch den Strom aus der Batterie in Wechselstrom umwandeln. Die Solarenergie von den Modulen kann in diesem Fall direkt in der Batterie gespeichert werden. Erste Priorität hat dabei immer der Eigenverbrauch. Gibt es jedoch einen Energieüberschuss, wird er in der Batterie gespeichert. Sobald mehr Energie verbraucht als aktuell produziert wird, wird die in der Batterie gespeicherte Energie wieder abgegeben. Ein Zähler im Einspeisepunkt misst dabei dauernd die Einspeisung und den Verbrauch. Der Zähler „informiert“ den Wechselrichter, ob die Batterie geladen und entladen werden muss.

Photovoltaiksystem mit einem DC-Batteriespeicher, der im Gleichstromnetz installiert wird und die Energie an den Hybrid-Wechselrichter abgibt und dann ins Hausstromnetz eingespeist wird
Photovoltaiksystem mit einem DC-Batteriespeicher, der im Gleichstromnetz installiert wird und die Energie an den Hybrid-Wechselrichter abgibt und dann ins Hausstromnetz eingespeist wird

DC-Batteriespeicher werden gerne bei neuen Photovoltaikanlagen verwendet, da sie nur geringe Umwandlungsverluste erzeugen. Wer nachrüstet muss bei einem DC-Speicher damit rechnen, dass der bestehende Wechselrichter ausgetauscht werden muss. Vorteil: Bei DC-Batteriespeichern lassen sich später problemlos elektrische Verbraucher hinzufügen.

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Das AC-System für Wechselstrom

Bem AC-Energiespeichersystem wird der Batteriespeicher hinter dem Wechselrichter angeschlossen. Der von den Modulen erzeugte Strom kann entweder vom Wechselrichter direkt in den Hausstromkreislauf oder in den Speicher eingespeist werden. Hier wird kein Hybrid-Wechselrichter benötigt, da der Batteriespeicher nicht direkt mit dem Wechselrichter verbunden ist, sondern in die Elektroinstallation des Hauses integriert werden kann.

Photovoltaiksystem mit einem AC-Batteriespeicher, der im Wechselstromnetz installiert wird und die Energie sofort in das Hausstromnetz abgeben kann
Photovoltaiksystem mit einem AC-Batteriespeicher, der im Wechselstromnetz installiert wird und die Energie sofort in das Hausstromnetz abgeben kann

Nachteil des AC-Energiespeichersystems: Damit der Strom gespeichert werden kann, braucht der AC-Energiespeicher einen eigenen Batterie-Wechselrichter, der den Strom beim Laden und Entladen der Batterie umwandelt. Dabei wird beim Laden der Batterie der Wechselstrom aus der PV-Anlage wieder in Gleichstrom verwandelt. Beim Entladen erfolgt dies in umgekehrter Richtung – Gleichstrom wird wieder zu Wechselstrom. Da der Strom dabei stets umgewandelt werden muss, entstehen hier Verluste. Deshalb haben AC-Energiespeicher meist einen etwas schlechteren Wirkungsgrad.

Da Wechselrichter und Batteriespeicher bei diesem System unabhängig voneinander arbeiten, gibt nicht wie beim DC-Batteriespeicher eine direkte Kommunikation der beiden Komponenten. Deshalb ist hier der Batteriespeicher mit einem eigenen Zähler ausgestattet. Das Prinzip ist hingegen gleich: Misst der Zähler einen Energieüberschuss, wird vom Energiespeicher die Aufladung aktiviert. Wird hingegen mehr verbraucht, als produziert, wird der Energiespeicher veranlasst, Ladung abzugeben.

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