Stromspeicher

Wie sein Name schon verrät, ist der Stromspeicher ein Werkzeug, mit dem man Elektrizität speichern kann. Stellen Sie sich einmal folgendes Szenario vor: Sie haben eine Solaranlage und erzeugen tagsüber Strom. Weil die Solaranlage aber keinen Strom speichern kann, muss der Solarstrom auch immer gleichzeitig verbraucht werden. Wenn mehr Strom erzeugt wird als genutzt wird, geht der ungenutzte Strom verloren. 

Jetzt gibt es zwei Möglichkeiten, um das Problem zu lösen. Entweder Sie speisen den überschüssigen Strom ins Netz ein und erhalten eine Vergütung oder Sie nutzen einen Stromspeicher. Letzterer ermöglicht Ihnen, 100% Ihres Stroms zu nutzen und das jederzeit. Der überschüssige Strom wird im Stromspeicher bis zur Nutzung aufbewahrt. So kann der erzeugte Strom z. B. auch frühmorgens oder nachts genutzt werden.

Wie funktionieren Stromspeicher?

Stromspeicher und Funktionalität: Diagramm, das Energieerzeugung und Energieverbrauch im Laufe eines Tages darstellt

Weil es unterschiedliche Arten von Stromspeichern gibt, ist es unmöglich, eine pauschale Antwort hierauf zu geben. Einige Speicher sind Batterien, die den Solarstrom nutzen, um sich aufzuladen. Andere hingegen wandeln den Strom in chemische Energie oder Höhenenergie um. Unabhängig von der Art des Stromspeichers funktionieren alle grundlegend gleich: Während des Tages wird ein Teil der produzierten Energie direkt im Haus verbraucht. Überschüssiger Strom fließt zum Speicher, wo er in eine andere Energieart umgewandelt wird. Erst wenn die Solaranlage weniger Energie produziert, als verbraucht wird, wird Strom aus dem Speicher entnommen. So kann der Solarstrom auch nachts oder bei einer dicken Wolkendecke weitergenutzt werden. Die Stromspeicher ermöglichen also eine größere Ausbeute der eigenen Stromproduktion. So muss kein oder zumindest weniger zusätzlicher Strom von externen Anbietern genutzt werden. 

Stromspeicher: Pro und Kontra

Bevor wir ins Detail gehen, kommt hier erst mal eine grobe Übersicht der Vor- und Nachteile:

Vor- und Nachteile der Stromspeicher als Tabelle aufgelistet

Welche Vorteile habe ich durch Stromspeicher?

Das Offensichtliche zuerst: Wer seinen Strom speichert, anstatt ihn zu verschwenden, erzielt eine größere Ausbeute aus seiner Stromproduktion. Außerdem schaffen Stromspeicher eine zeitliche Unabhängigkeit, da der Solarstrom rund um die Uhr zur Verfügung steht. Dies hat viele vorteilhafte Konsequenzen. Zu aller erst ermöglicht dies, seine Stromkosten zu senken. Ohne Speicher müssten Haushalte nachts oder bei Wolken auf kostenpflichtigen, externen Strom zurückgreifen. Da dieser durchaus oft aus Kohle oder Atomenergie stammt, hilft der Stromspeicher hier, mehr Grünstrom nutzbar zu machen und die Umwelt zu schützen.

Der nächste Punkt ist die Unabhängigkeit von Stromanbietern und deren Preisen. Haushalte ohne Stromspeicher sind sehr von ihren Stromanbietern abhängig. Da der Markt und die Anbieter selbst die Preise bestimmten, haben Haushalte gar keine Kontrolle und müssen immer das zahlen, was verlangt wird. 

Wer sich einen Stromspeicher anschafft, spart zudem eine Menge Geld. Nicht nur, weil weniger externer Strom gekauft werden muss, sondern auch aus folgendem Grund: Die Einspeisevergütung liegt derzeit unter dem Marktpreis für Strom. Das bedeutet, dass Haushalte ohne Stromspeicher überschüssigen Strom tagsüber verkaufen, aber in der Nacht und bei Wolken Strom wieder zum Marktpreis einkaufen müssen. Die Differenz ist der Verlust, den man mit einem Stromspeicher vermeiden kann. 

Nachteile der Stromspeicher:

Stromspeicher sind generell ein gutes Werkzeug, um mehr Strom aus seiner nachhaltigen Erzeugung generieren und nutzen zu können. Dies wirkt sich eigentlich positiv auf die Umwelt aus. Jedoch sind einige Stromspeicher (Blei- und Lithiumbatterien) sowohl in der Produktion, als auch in der Entsorgung nicht ganz umweltfreundlich. 

Ein weiterer Nachteil der Stromspeicher ist, dass die meisten recht teuer sind und sich daher nur lohnen, wenn der Stromüberschuss am Tag wirklich signifikant ist. Wenn ein Haushalt nur eine kleine Solaranlage besitzt, die noch nicht mal den Tagesbedarf deckt, lohnt sich auf keinen Fall ein Stromspeicher. Daher muss man den Preis des Stromspeichers in Relation zur Strommenge setzen, die überschüssig wäre und sonst ohne Speicher einfach nur ins Netz eingespeist werden würde.

Zu guter Letzt muss man ebenso auf die Lebensdauer einiger Stromspeicher achten. Leider sind diese nicht ewig haltbar und müssen regelmäßig ausgetauscht werden. Wenn man z. B. eine Blei-Batterie nutzt, hält diese nur ca. 15 Jahre, während eine Solaranlage eine Lebenszeit von 20 bis 40 Jahren hat. 

Welche Arten von Stromspeichern gibt es?

Wenn es generell darum geht, Energie zu speichern, gibt es mechanische, elektrische, thermische und chemische Speicher. Für Haushalte und den Privatgebrauch eignen sich in den meisten Fällen nur die mechanischen und chemischen Speicher. Deshalb werden hier nur Stromspeicher dieser Arten vorgestellt. 

Batterien und Akkus

Stromspeicher: Drei verschiedene Batterien in rot, gelb und grau nebeneinander

Batterien und Akkus sind Beispiele für chemische Speicher. Als wohl bekannteste Art von Stromspeichern haben sie sich über die Jahre hinweg bewährt. Nicht nur Armbanduhren werden durch Batterien betrieben. Mittlerweile nutzen eine ganze Reihe von Technologien den Strom aus Batterien und Akkus. Nicht zuletzt sogar Autos, Musikanlagen, Rasenmäher und Staubsauger. Während traditionelle Akkus aus Blei hergestellt werden, sind Lithium-Ionen Batterien auf dem Vormarsch. -Und das aus gutem Grund: 

    1. Zu aller erst halten Blei Akkus nur 5 bis 10 Jahre. Lithium Akkus hingegen haben durch ihre neue, verbesserte Technologie Lebensdauer von mehr als 15 Jahren und stellen damit eine deutliche Verbesserung dar.

    2. Dann haben sie einen deutlichen Vorteil in puncto Kapazität: Blei Akkus dürfen nur um 50% entladen werden, während die Lithium Alternative die 100-prozentige Entladung ermöglicht. So kann ein Lithium Akku trotz gleichem Speichervermögen etwa das Doppelte an Strom bereitstellen.

    3. Der letzte Punkt ist die Effizienz (auch Wirkungsgrad genannt). Blei Akkus speichern 70 % der zugeführten Energie, während ganze 30 % im Prozess als Wärme verloren geht. Lithium Akkus hingegen sind da effizienter. Sie verlieren im Prozess nur etwa 10 % Energie und speichern damit 90 % der zugeführten Energie. Dies ist im Vergleich mit anderen Stromspeichern die absolute Bestleistung.

Stärken und Schwächen der Batterien und Akkus:

 
Stromspeicher - Strärken und Schwächen von Batterien und Akkus

Wasserstoffspeicher

Stromspeicher - Wasserstoffspeicher der solarbetrieben ist

Wasserstoffspeicher sind zwar auch eine Art der chemischen Stromspeicher, sind aber recht unbekannt. Hier wird eine Technologie eingesetzt, die Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff umwandelt (Elektrolyse). Der Solarstrom fließt hier durch zwei Elektroden, die das Wasser positiv und negativ laden. Dies verursacht eine Redoxreaktion, die das Wasser dann in seine Elemente spaltet. Der Sauerstoff wird anschließend vom Wasserstoff getrennt und entfernt, während der verbleibende Wasserstoff dann gespeichert wird. Bei Strombedarf wird der Wasserstoff dann durch eine Brennzelle wieder mit Sauerstoff in Verbindung gebracht. Hierbei wird eine Menge Energie freigesetzt und es entsteht wieder Wasser.

Obwohl Wasserstoffspeicher im Gegensatz zu den Batterien in der Produktion und in der Entsorgung sehr umweltfreundlich sind, haben sie ein paar andere Schwächen. Zum einen liegt der Wirkungsgrad aktuell bei nur 70 % – 80 % und zum anderen ist Wasserstoff hoch explosiv. Wer sehr fahrlässig mit seinem Wasserstoffspeicher umgeht, bringt sich und andere schnell in Gefahr.

Stärken und Schwächen der Wasserstoffspeicher:

 
Stromspeicher - Strärken und Schwächen von Wasserstoffspeichern

Pumpspeicherkraftwerke

Stromspeicher - Pumpspeicherkraftwerk, das durch Waser betrieben wird

Pumpspeicher sind ein klassisches Beispiel für mechanische Energiespeicher. Anders als Batterien, Akkus oder Wasserstoff wird die Energie nämlich nicht durch chemische Umwandlung gespeichert. Stattdessen wird der Strom in Höhenenergie (auch Lageenergie genannt) umgewandelt. Pumpspeicherkraftwerke haben zwei miteinander verbundene Wasserbecken, die sich auf unterschiedlicher Höhe befinden. Bei einem Stromüberschuss werden elektrische Pumpen betätigt, die das Wasser in das höhere Becken pumpen. Dort verweilt es dann, bis Strom benötigt wird. In diesem Fall öffnet sich das Becken und das Wasser treibt beim Abwärtsfließen Turbinen an. Gerade weil Energie nur durch die Bewegung des Wassers gespeichert und wieder umgewandelt wird, ist dieser Speicher viel umweltfreundlicher als z. B. eine Batterie. 

Ursprünglich wurden Pumpspeicherkraftwerke in erster Linie als Notreserve bei Stromausfällen genutzt. Heutzutage eignen sie sich in vielen Fällen in Kombination mit Solaranlagen und Windkrafträdern. Obwohl sie langfristig bewährt und zuverlässig sind, haben sie ebenfalls einige Schwächen. Einerseits sind sie sehr groß und benötigen gerade auch nach oben hin viel Platz und zum anderen liegt der Wirkungsgrad nur bei 75 % bis 85 %.

Stärken und Schwächen der Pumpspeicherkraftwerke:

 
Stromspeicher - Strärken und Schwächen von Pumpspeicherkraftwerken als Tabelle aufgelistet

Anbieter von Stromspeichern:

Anbieter von Stromspeichern - Übersicht der Logos

Da für den Haushalt geeignete Stromzähler fast ausschließlich Batterien oder Akkus sind, haben wir in dieser Übersicht nur einen einzigen Anbieter für Wasserstoffspeicher. Dieser ist Fronius, der neben Solarbatterien auch neuartige Wasserstoffspeicher für den Haushalt entwickelt. Generell aber sind die meisten Anbieter dabei, ihre Technologien zu verbessern und Speicherkapazität und Leistung ihren Akkus zu erhöhen. Besonders die Anbieter Solarwatt und Sonnen bieten leistungsstarke Lithium-Ionen-Batterien an, die sehr gut für den Haushalt geeignet sind. 

Unsere Empfehlung:

Aktuell gibt es leider nur wenige Stromspeicher, die für den Haushalt gut geeignet sind. Pumpspeicherkraftwerke sind in den meisten Fällen zu groß und Wasserstoffspeicher sind für den Haushalt selten ausgelegt. Auch generell sind Stromspeicher sehr teuer und lohnen sich erst ab einer sehr großen Menge erzeugtem Strom. Bessere, kleinere und günstigere Stromspeicher sind gerade in der Entwicklung. Aber bis diese marktreif werden, sind Lithium Akkus die beste Wahl. Mit einer längeren Haltbarkeit, einer größeren Kapazität und mehr Effizienz sind sie den Blei Akkus in allen Punkten überlegen. 

Deutliche Nachteile der Batterien sind jedoch, dass sie ausgetauscht werden müssen, nicht sehr umweltfreundlich sind und ziemlich viel kosten. In den meisten Fällen rentiert sich die Investition daher nicht. Überlegen Sie daher, stattdessen einfach Ihren überschüssigen Strom ins Netz einzuspeisen und die Vergütung zu kassieren. Bei Haushalten mit kleinen bis mittelgroßen Solaranlagen ist dies wirtschaftlich die bessere Lösung.

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