Stromspeicherwissen A-Z.

Alles unter Kontrolle mit intelligenten Stromspeichern!

Mit Stromspeichern kann Elektrizität zeitversetzt genutzt werden. Sie puffern aber auch Lastspitzen oder stellen Regelenergieleistung zur Netzstabilisierung zur Verfügung. In Kombination mit erneuerbaren Energien steigern sie Unabhängigkeit vom Stromversorger im Gewerbe, in der Landwirtschaft, Industrie und in privaten Haushalten. Sie sichern den Strompreis und reduzieren den CO₂-Fußabdruck.

AC oder DC Anschluss?

Die Kürzel „AC“ steht für „Alternating Current“ (Wechselstrom). „DC“ steht für „Direct Current” (Gleichstrom). Photovoltaikanlage liefern Gleichstrom, im Hausnetz und im öffentlichen Netz wird Wechselstrom verwendet. Die Umwandlung von DC- zu AC-Strom übernimmt ein Wechselrichter. Die Akkus im Stromspeicher benötigen Gleichstrom. Stromspeicher können AC- oder DC- gekoppelt sein – je nach Bauart. Hybrid-Systeme können sowohl AC, als auch DC installiert werden.
Vorteil eines DC-gekoppelten Stromspeichers sind geringere Verluste als bei AC-gekoppelten Systemen, da der Strom aus der Photovoltaikanlage ohne Umwandlung im Stromspeicher gespeichert werden kann.

Autark mit Photovoltaik und Speicher!

Im November 2018 wurde der Ommenhof in Ostfriesland – Familie Ommen, 100 Milchkühe und fünf Ferienwohnungen – durch die Installation einer neuen Photovoltaikanlage und eines Stromspeichersystems zu fast 70 Prozent vom öffentlichen Stromnetz unabhängig. Mit weiterer Regeltechnik schafft der Hof bis zu 80 Prozent Autarkie. Der Netzbezug ist innerhalb eines Jahres von rund 50.000 kWh auf 11.000 kWh gesunken.

Brutto & netto Kapazität.

Beim Speicherkauf lohnt sich ein Blick auf die Herstellerangaben. Ist die angegebene Kapazität auch die, die zur Verfügung steht (das Netto) oder handelt es sich um einen Brutto-Wert? Die Bruttokapazität besteht aus nutzbarer Kapazität, zuzüglich der Kapazität, die einem Speicher nicht entnommen werden darf, um die Akkus nicht zu schädigen. Für die Praxis ist die Nettokapazität, also die nutzbare Kapazität, entscheidend – wie beim Gehalt: Netto ist das, was Sie herauskriegen.

C-Rate verständlich erklärt!

Die C-Rate gibt an, wie schnell ein Stromspeicher mit welcher Leistung geladen bzw. entladen werden kann. Wenn viel leistung (kW) benötigt wird ist eine große C-Rate gut. 1C bedeutet, dass eine Batterie bzw. ein Stromspeicher in einer Stunde komplett ge- oder entladen werden kann. Damit lassen sich Stromspeicher nicht nur untereinander, sondern auch Speicher unterschiedlicher Kapazität einfacher miteinander vergleichen. Ist die C-Rate kleiner als 1, dauert es länger als 1 Stunde den Speicher zu be- bzw. zu entladen. Ist die C-Rate größer als 1, bedeutet das, dass der Speicher mit höherer Leistung be- und entladen werden kann.

Der erste Stromspeicher der Welt.

Als Urform des Stromspeichers gilt die Voltasche Säule. Sie wurde 1799 von Alessandro Volta entwickelt und im Jahr 1800 an der Royal Society in London der Öffentlichkeit vorgestellt. Sie wurde zur Erforschung der Elektrizität genutzt – lange vor der Erfindung des elektrischen Generators und wird in der Elektrotechnikgeschichte als erste brauchbare Stromquelle angesehen. Man kann also sagen, dass Stromspeicher bereits seit mehr als 200 Jahren genutzt werden.

FalconTower – All-In-One"!

Powertrust Stromspeicher, damit haben Sie alles aus einer Hand:

• Hybridwechselrichter (Batterie- und Photovoltaikwechselrichter in einem Gerät – diese arbeiten sehr verlustarm)
• Laderegler
• Energiemanagement
• Sie sind notstrom- und inselfähig
• FalconStack mit Einzelzellüberwachung 20-mal/Sekunde (alle 50 Millisekunden)

Speicher ohne Wechselrichter oder Speicher ohne Laderegler gibt es bei Powertrust nicht. Wir bieten Energiegesamtlösungen.

Prüfen Sie daher immer genau, was Ihnen mit dem Begriff "Stromspeicher" angeboten wird. Wenn es nur eine Akkukiste ist, rechnen Sie mit Zusatzkosten für weitere Komponenten und mehr Arbeitszeit für Installation. 

Stromspeicher im Einsatz – schon im 19. Jahrhundert!

Südlich von Hamburg liegt die Karoxbostel-Wassermühle. In ihr wurde bei der Renovierung ein Stromspeichersystem aus dem ausgehenden 19. Jahrhundert entdeckt. Der Stromspeicher besteht aus einer Reihe offener Blei-Säure-Akkumulatoren und hatte wahrscheinlich die Aufgabe, die Mühle mit elektrischem Licht zu versorgen, weil diese damals nicht an das öffentliche Stromnetz angeschlossen war.

Kapazität und Leistung: Zwei Paar Schuhe, eng verbunden!

Die Kapazität des Stromspeichers muss zum Verbrauch passen. Ist die Kapazität zu klein, wird im Betrieb unnötig viel Netzstrom zugekauft. Ist die Kapazität zu groß, ist das herausgeworfenes Geld, weil der Speicher nie vollständig be- bzw. entladen wird, und das ist schlecht für die Akkus. Bei einem guten Stromspeicher sind Kapazität und Leistungauf den Verbrauch am Standort abgestimmt.

Klimaschutz-Speicher!

Mit Photovoltaikanlage und Stromspeicher können in der Regel 70 bis 80 % des eigenen Energiebedarfs abgedeckt werden – bei günstigen Voraussetzungen. Der Speicher übernimmt dabei die folgenden Aufgaben:

• Strom aus der Photovoltaik oder anderen erneuerbaren Energieerzeugern einzulagern und zeitversetzt zur Verfügung zu stellen.
• Speicher können Lastspitzen puffern und dadurch das Netz entlasten.
• Mit entsprechender Ausrüstung stellen sie Notstromversorgung zur Verfügung und versorgen Inselnetze. Sie ersetzen Generatoren mit Verbrennungsmotoren und verhindern so Emissionen von Treibhausgasen. 

Strom aus Photovoltaik und Stromspeicher ist sauber, wird am Standort erzeugt und verbraucht. Die Transportverluste sind minimal, die Stromnetze werden entlastet und Energie muss nicht – mit entsprechenden Verlusten – über kilometerlange Leitungen vom Erzeuger zum Verbraucher transportiert werden – ein echter Beitrag zum Klimaschutz!

Die CO₂-Emissionen lagen in Deutschland im Jahr 2017 pro Kilowattstunde Strom bei knapp 0,5 Kilogramm. Ein Haushalt mit 5000 Kilowattstunden Jahresverbrauch hinterlässt alle 12 Monate einen CO2-Fußabdruck von knapp 2,5 Tonnen. Mit Photovoltaikanlage und einem guten Stromspeicher könnte die CO₂-Menge auf 600 Kilogramm pro Jahr reduziert werden – welch ein Fortschritt!  Die Mittel den Klimawandel zu stoppen haben wir, wir müssen sie nur anwenden.

Kilowatt [kW].

Watt ist die im internationalen Einheitensystem verwendete Maßeinheit für Leistung, benannt nach dem schottischen Wissenschaftler James Watt. Als Einheitenzeichen wird der Großbuchstabe „W“ verwendet. Ein Kilowatt sind 1.000 Watt. Um 1 Liter Wasser in 5 Minuten zum Kochen zu bringen werden rund ein kW Leistung benötigt. 1 Kilowatt entspricht etwa 1,36 PS. 

Kilowattstunde [kWh].

Eine Kilowattstunde (kWh) ist die Energiemenge, die ein Gerät mit einer Leistung eines Kilowatts innerhalb einer Stunde produziert oder benötigt. Mit einem 2000 Watt Haushaltsföhn 1/2 Stunde Haare trocknen verbraucht 1000 Wattstunden (1 kWh).

Lade- und Entladeleistung entscheidend für Effizienz und Autarkie!

Schnelles Laden und Entladen ist ein entscheidender Faktor für hohe Autarkie. Nur ein Stromspeicher, der während weniger Sonnenstunden seine Batterien vollständig füllen kann, liefert genügend Energie, wenn sie gebraucht wird, zum Beispiel am Abend, in der Nacht und am Morgen.

Ladeleistung

Die Ladeleistung beschreibt, wie schnell ein Stromspeicher Energie aufnehmen kann. Je höher die Ladeleistung, umso kürzer ist also der Ladevorgang. Das heißt zum einen, dass der Speicher in Zeiten mit maximaler Photovoltaik Leistung schnell beladen wird, zum anderen, dass er auch in Zeiten mit wenig Sonnenstunden am Tag noch vollgeladen werden kann.

Entladeleistung

Hierbei ist zu beachten, ob die angegebenen Werte Dauer- oder Maximalleistung sind! Maximalleistung ist nur für kurze Zeit – meist Sekunden – verfügbar. Allein die Dauerleistung gibt die tatsächlich verfügbare Be- und Entladeleistung an, die für den Dauerbetrieb zur Verfügung steht. Je höher dieser Wert ist, desto effektiver arbeitet ein Stromspeicher und desto positiver wird der Autarkiegrad für den Betreiber sein.

Lebenserwartung eines Stromspeichers.

Die Lebensdauer eines Stromspeichers beträgt circa 20 Jahre. Die Lebensdauer der Lithium-Eisen-Phosphat Akkus wird mit 10 Jahren angegeben. Powertrust gewährt für die Akkus eine Zeitersatzwertgarantie. Haben die Akkus ihr Lebensende erreicht, werden sie von Powertrust zurückgenommen und recycelt.

Volt.

Kennzahl für Spannung. Stromspeicher, die mit höherer Spannung arbeiten sind effizienter. FalconTower arbeiten für maximale Leistung und Effizienz bei der Residential Line mit Spannungen von 240 V (DC) bis 528 V (DC), bei der Professional Line mit 720 V DC.

Was beeinflusst die Effizienz von Stromspeichern?

Dies wird bestimmt von vielen Faktoren:

• Ladeleistung
• Entladeleistung
• Ladestrategie
• Abstimmung von Netto-Speicherkapazität, Verbrauch und Bedarf
• Leistung der eingesetzten erneuerbaren Energiequelle(n)
• Umgebungstemperatur am Standort des Stromspeichers

Welche Batterietechnik?

Obwohl Lithium-Ionen-Akkutechnik seit Jahren der Renner ist, setzte Powertrust 2014 auf Blei-Kristall-Akkus und erst seit 2021 auf Lithium Eisen-Phosphat Akkus. Hier die Gründe:

• Lithium-Ionen-Akkus haben eine sehr hohe Energiedichte. Sie werden beim Laden heiß und müssen gegen Explosion und Brand geschützt werden. Da sie sensibel auf wechselnde Temperaturen reagieren müssen sie im Betrieb beheizt oder gekühlt werden, was wiederum wertvolle Energie verbraucht.
• Blei-Kristall-Akkus sind weltweit in etablierten Verfahren zu 99 % recycelbar. Sie sind also sehr nachhaltig. Nachteil ist ihre geringe Energiedichte und die vergleichsweise niedrigen Lade- und Entladeströme.
• Deshalb haben wir seit 2019 an Alternativen geforscht und ein neues Batteriemanagementsystem entwickelt, das Zellen 20-mal pro Sekunde überwacht (Alle 50 Millisekunden). In Verbindung mit der Lithium-Eisen-Phosphat-Akkutechnologie haben wir sehr gute Ergebnisse erzielt – sowohl bei Kapazität, Lade- und Entladeleistung. Da in Zukunft eher mehr als weniger Strom verbraucht werden wird –z. B. durch Elektromobilität – sind diese Faktoren wichtig und wir haben unsere Stromspeicher auf Lithium-Eisen-Phosphat Akkus umgestellt.

Wirtschaftlichkeit eines Stromspeichers.

Der „Break-Even“ in Verbindung mit einem neu installierten Photovoltaikgenerator sollte in der Regel nach 6 bis 10 Jahren erreicht sein. Die Wirtschaftlichkeit ist abhängig von der Anwendung. Bei hohen Strompreisen und hohem Eigenverbrauch rechnen sich Systeme früher als bei geringem Eigenverbrauch und einem niedrigen Strompreis. Diese Parameter sind in einer Beratung abzuklären um das im Einzelfall optimale System zu realisieren.

Wohin mit dem Stromspeicher – die Standpunktfrage!

Am besten in den Technikraum. Hier laufen alle wichtigen Anschlüsse im Gebäude zusammen Es herrschen gleichmäßige Temperaturen und es ist trocken.

Lithium-Ionen-Speicher bevorzugen eine gleichbleibende Umgebungstemperatur um die 20 Grad Celsius. Sie erfordern hohe interne Brandschutzmaßnahmen. Dafür bieten sie hohe Lade- und Entladeströme sowie hohe nutzbare Kapazitäten. Stromspeicher mit Bleiakkumulatoren sind temperaturtoleranter, sehr sicher, liefern dafür aber geringere Lade- und Entladeströme sowie eine relativ geringe nutzbare netto Kapazität.

Lithium-Eisen-Phosphat-Akkus liegen in der Mitte. Sie sind in den Powertrust FalconTower verbaut, sind sehr sicher, bieten hohe Lade- und Entladeströme sowie eine große Kapazität. Sie können außerdem gut recycelt werden.

Zubau mit Stromspeichern in Deutschland.

Wurden 2013 in Deutschland 5000 Stromspeicher installiert, so waren es 2020 bereits 88.000. Die Gesamtzahl installierter Stromspeicher wird für 2020 mit 271.000 angegeben. Diese Angaben beruhen auf Schätzungen. Eine Meldepflicht für Stromspeicher gibt es erst seit 2020.