Wie groß soll der richtige PV-Stromspeicher sein? Photovoltaik Stromspeicher: Optimale Größe berechnen

Die hohen Strompreis führen dazu, dass Stromspeicher für Photovoltaikanlagen zunehmend an Bedeutung gewinnen. Die Größe des Stromspeichers ist entscheidend für die Deckung des Strombedarfs und Maximierung des Eigenverbrauchs. Dieser Artikel zeigt, wie sich die optimale Größe eines PV-Speichers berechnen lässt.

Für jeden Stromverbrauch gibt es die passende Stromspeicher Größe

Optimale Größe von PV-Speicher - Das Wichtigste in Kürze

Die optimale Größe eines Stromspeichers ist entscheidend, um die Wirtschaftlichkeit einer Solaranlage zu maximieren.

  • Faustregel: Es braucht ein Kilowattstunde Speicherkapazität pro Kilowatt Peak Nennleistung.
  • Faktoren: Zur Dimensionierung werden der Stromverbrauch, Autarkiegrad, Eigenverbrauchsanteil und die Wirtschaftlichkeit berücksichtigt.
  • Kopplung: Stromspeicher lassen sich entweder vor oder nach dem Wechselrichter koppeln.

Was ist die optimale Größe eines Stromspeichers?

Die optimale Größe eines Stromspeichers liegt in der Regel bei ein Kilowattstunde pro installiertem Kilowatt Peak einer PV-Anlage. Damit erreicht man einen Eigenverbrauch von rund 60 Prozent. Wer einen höheren Eigenverbrauch erreichen möchte, sollte den Stromspeicher etwas größer dimensionieren. Je mehr Speicherkapazität, desto besser die Wirtschaftlichkeit einer PV-Anlage mit Speicher.

Allerdings sollte der Stromspeicher weder zu klein noch zu groß sein, damit das Nutzen-Kosten-Verhältnis vorteilhaft ausfällt. Eine Unter- oder Überdimensionierung hat einen negativen Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit.

Wann ist ein Stromspeicher unterdimensioniert?

Ein Stromspeicher sollte eine minimale Speicherkapazität von 0,5 Kilowattstunde pro Kilowatt Peak Nennleistung einer PV-Anlage haben. In Bezug auf den jährlichen Stromverbrauch, sollte der PV-Speicher mindestens 0,5 Kilowattstunde pro 1.000 Kilowattstunden Stromverbrauch haben. Bei einem Stromverbrauch von 5.000 Kilowattstunden pro Jahr, sollte der Speicher mindestens 2,5 Kilowattstunden Speicherkapazität haben.

Wann ist ein Stromspeicher überdimensioniert?

Gleichzeitig sollte die Speicherkapazität eines Stromspeichers nicht die 1,5 Kilowattstunde pro Kilowatt Peak Nennleistung einer PV-Anlage überschreiten. Auf den jährlichen Stromverbrauch bezogen, sollte der PV-Speicher maximal 1,5 Kilowattstunde pro 1.000 Kilowattstunden Stromverbrauch haben. Bei einem Stromverbrauch von 5.000 Kilowattstunden pro Jahr, sollte der Speicher eine maximale Speicherkapazität von 7,5 Kilowattstunden erreichen.

Dimensionierung des Stromspeichers

Für die Dimensionierung des Stromspeichers braucht es vorerst eine Erfassung aller relevanten Daten. Daraufhin wird der Energiebedarf ermittelt und der gewünschte Eigenverbrauch festgelegt. Der Autarkiegrad bestimmt maßgeblich die Wirtschaftlichkeit. Nachdem die Speicherkapazität feststeht, muss der geeignete Speicher ausgewählt werden.

1. Grundlagenermittlung

Als erstes sind alle erforderlichen Daten zusammenzufassen. Neben der Leistung der PV-Anlage und der durchschnittlichen täglichen Energiebedarf ist es wichtig zu definieren, ob der Stromspeicher vor oder nach dem Wechselrichter angeschlossen wird.

  • Bei Nachrüstungen wird der Speicher in der Regel nach dem Wechselrichter auf der Wechselstromseite angeschlossen. Hierdurch entstehen mehr Umwandlungsverluste, die bei der Dimensionierung zu berücksichtigen sind.
  • Für Neuanlagen ist eine Kopplung auf der Gleichstromseite, zwischen Solarmodule und Wechselrichter, sinnvoller. Bei dieser Installationsform entstehen kaum Umwandlungsverluste.

2. Energiebedarf ermitteln

Der nächste Schritt besteht in der Ermittlung des täglichen Energieverbrauchs. Damit wird sichergestellt, dass das Speichersystem ausreichend Energie bereitstellen kann. Hier sollten nicht nur bestehende, sondern idealerweise auch zukünftige Stromverbraucher wie E-Autos und Wärmepumpe berücksichtigt werden. Eine flexible Speicherlösung hat langfristige Vorteile, denn sie lassen sich nach Bedarf anpassen oder erweitern.

3. Autarkiegrad und Eigenverbrauchsanteil festlegen

Der Autarkiegrad gibt an, wieviel des Strombedarfs durch die PV-Anlage und den Stromspeicher gedeckt wird. Ein höherer Autarkiegrad bedeutet eine höhere direkte Nutzung des Speicherkapazität. Der Autarkiegrad sollte zwischen 60 und 80 Prozent liegen.

Der Eigenverbrauchsanteil ist die Menge des selbst erzeugten Stroms, die im Haushalt verbraucht wird. Um den Eigenverbrauch einer PV-Anlage zu berechnen, zieht man die eingespeiste Strommenge ab. Diese Werte lassen sich am Einspeisezähler sowie wie PV-Zähler ermitteln. Durch den Stromspeicher steigt der Eigenverbrauch von 25 bis 35 auf bis zu 80 Prozent.

Anlagenaufbau

Eigenverbrauchsanteil

PV-Anlage ohne Speicher25 - 35 %
PV-Anlage mit Speicher50 - 80 %

4. Speicherkapazität berechnen

Zur Berechnung der Speicherkapazität wird der Tagesstromverbrauch durch das Verbrauchsverhalten multipliziert. Der durchschnittliche Tagesstromverbrauch entspricht dem Jahresstromverbrauch, geteilt durch 365 Tage. Für den morgendlichen und abendlichen Stromverbrauch ist ein Verbrauchsverhalten von 0,5 zu verwenden. Entsteht der meiste Verbrauch tagsüber, wird ein Wert von 0,33 verwendet.

  • (Jahresstromverbrauch/365 Tage) * Verbrauchsverhalten

Beispiel: Bei einem Jahresstromverbrauch von 5.000 Kilowattstunden und überwiegenden Tagesverbrauch braucht es einen Stromspeicher mit 5 Kilowattstunden Speicherkapazität.

  • (5.000 kWh/365 Tage) * 0,33 = 4,5 kWh

5. Speicher auswählen

Jetzt wo die erforderliche Speicherkapazität bekannt ist, sollte man verschiedene Modelle und Hersteller vergleichen. Zum einen beeinflusst der Preis die Wirtschaftlichkeit, zum anderen ist auch auf die Garantiedauer und technische Merkmale wie die Anzahl an Ladezyklen zu achten. Wer sich eine zukünftige Erweiterungsmöglichkeit erhalten lassen möchte, sollte auf Skalierbarkeit achten.

Die optimale Größe eines Stromspeicher lässt sich anhand von Stromspeicher-Rechnern wie dem Unabhängigkeitsrechner der HTW Berlin ermitteln. Da die Installation eines Stromspeichers aufgrund von Brandrisiko durch eine Fachperson erfolgen sollte, lohnt es sich, die Dimensionierung einem Fachunternehmen zu überlassen. 

Wie groß muss der Stromspeicher für ein Einfamilienhaus sein?

Der Stromspeicher für ein Einfamilienhaus hat meist eine Speicherkapazität zwischen 4 und 11 Kilowattstunden. Die Größe des Stromspeicher ist vom Stromverbrauch und der Nennleistung der PV-Anlage abhängig. Ein kleineres Einfamilienhaus braucht eine PV-Anlage mit 5 Kilowatt Peak und einen Speicher mit 4 bis 7 Kilowattstunden.

Stromverbrauch

PV-Anlage

Speicherkapazität

5.000 kWh/Jahr5 kWp4 - 7 kWh
5.000 - 6.000 kWh/Jahr6 kWp5 - 8 kWh
6.000 kWh/Jahr7 kWp6 - 9 kWh
6.000 - 7.000 kWh/Jahr8 kWp7 - 10 kWh
7.000 kWh/Jahr9 kWp8 - 11 kWh

Wie groß muss der Stromspeicher für ein Mehrfamilienhaus sein?

Für ein Mehrfamilienhaus braucht es einen Stromspeicher mit einer Speicherkapazität zwischen 10 und 40 Kilowattstunden. Ausschlaggebend sind der Stromverbrauch und die Nennleistung der PV-Anlage. Meist wird in Mehrfamilienhäusern ein Stromspeicher pro Haushalt installiert, sodass die Gesamtkapazität durch die Anzahl an Haushalten geteilt wird.

Stromverbrauch

PV-Anlage

Speicherkapazität

10.000 kWh/Jahr10 kWp10 - 15 kWh
15.000 kWh/Jahr15 kWp15 - 20 kWh
20.000 kWh/Jahr20 kWp20 - 30 kWh
25.000 kWh/Jahr25 kWp25 - 35 kWh
30.000 kWh/Jahr30 kWp30 - 40 kWh

In Mehrfamilienhäusern sind Balkonkraftwerke mit Speicher eine kostengünstigere Alternative für kleine Haushalte mit Stromverbrauch von bis zu 2.000 Kilowattstunden im Jahr. Da Balkonkraftwerke bis maximal 800 Wattstunden produzieren, reichen Stromspeicher mit einer Kapazität von bis zu 2 Kilowattstunden.

Wie groß muss der Stromspeicher mit E-Auto sein?

Wie groß der Stromspeicher mit E-Autos sein muss, hängt vor allem davon ab, wann das E-Auto geladen wird. Wird das E-Auto tagsüber geladen, braucht es keine zusätzliche Speicherkapazität. In diesem Fall kann das E-Auto mittels einer bidirektionalen Wallbox sogar selbst als Stromspeicher dienen. Wird das E-Auto abends geladen, sollte man mit 1,5 Kilowattstunden Speicherkapazität pro 1.000 Kilowattstunden Jahresverbrauch rechnen.

Stromverbrauch (Haushalt + E-Auto)

PV-Anlage

Speicherkapazität

4.000 + 2.500 kWh/Jahr7 kWp6 - 10 kWh
5.000 + 2.500 kWh/Jahr8 kWp7 - 12 kWh
6.000 + 2.500 kWh/Jahr9 kWp8 - 14 kWh
7.000 + 2.500 kWh/Jahr10 kWp9 - 15 kWh

Wie groß muss der Stromspeicher mit Wärmepumpe sein?

Wie groß der Stromspeicher bei der Kombination aus Photovoltaikanlage mit Wärmepumpe sein muss, hängt vom Stromverbrauch der Wärmepumpe ab. Im Durchschnitt verbraucht eine Wärmepumpe 5.000 Kilowattstunden im Jahr. Somit braucht es zusätzlich zur Speicherkapazität für den Haushalt weitere 5 Kilowattstunden.

Stromverbrauch (Haushalt + Wärmepumpe)

PV-Anlage

Speicherkapazität

4.000 + 5.000 kWh/Jahr9 kWp9 - 14 kWh
5.000 + 5.000 kWh/Jahr10 kWp10 - 15 kWh
6.000 + 5.000 kWh/Jahr11 kWp11 - 16 kWh
7.000 + 5.000 kWh/Jahr12 kWp12 - 18 kWh

Wie groß muss der Stromspeicher mit Wärmepumpe und E-Auto sein?

Für eine Photovoltaikanlage mit Wärmepumpe und E-Auto braucht es einen Stromspeicher mit Speicherkapazität zwischen 12 und 23 Kilowattstunden. Dabei wird ein Kilowattstunde Speicherkapazität pro 1.000 Kilowattstunden Jahresverbrauch angerechnet.

Stromverbrauch (Haushalt + E-Auto + Wärmepumpe)

PV-Anlage

Speicherkapazität

4.000 + 2.500 + 5.000 kWh/Jahr12 kWp12 - 18 kWh
5.000 + 2.500 + 5.000 kWh/Jahr13 kWp13 - 20 kWh
6.000 + 2.500 + 5.000 kWh/Jahr14 kWp14 - 21 kWh
7.000 + 2.500 + 5.000 kWh/Jahr15 kWp15 - 23 kWh

Welche Faktoren beeinflussen die Größe eines PV-Speichers?

Welche Größe oder Speicherkapazität für den individuellen Gebrauch am besten geeignet ist, hängt von mehreren Faktoren ab. Dazu gehören die aktuelle wirtschaftliche Marktsituation, die sich auf die Kosten des Stromspeichersystems auswirkt, die Leistung der installierten Photovoltaikanlage, der Anteil des Eigenverbrauchs und der gewünschte Autarkiegrad.

Stromverbrauch und Leistung der PV-Anlage

Die Größe des PV-Speichers hängt vom Stromverbrauch ab. Die Kenntnis des durchschnittlichen täglichen Energiebedarfs ist wichtig, um eine ausreichende Kapazität zu gewährleisten. Ein höherer Energiebedarf bedeutet, dass eine höhere Speicherkapazität benötigt wird. 

 

Zudem hängt die Größe des Speichers von der Nennleistung ab der Photovoltaikanlage ab, also wie viel Energie sie erzeugen kann. Eine höhere Leistung bedeutet, dass mehr Energie in das Speichersystem eingespeist werden kann. Die Größe des Speichersystems sollte der Leistung der PV-Anlage entsprechen, damit die Energie effektiv genutzt wird.

 

Haushaltsgröße

Durchschn. Stromverbrauch

PV-Anlage

1 Person2.400 kWh/Jahr3 kWp
2 Personen3.000 kWh/Jahr4 kWp
3 Personen3.600 kWh/Jahr5 kWP
4 Personen4.000 kWh/Jahr6 kWp
5 Personen5.000 kWh/Jahr7 kWp

Autarkiegrad

Der Autarkiegrad gibt an, wie viel Solarstrom im Vergleich zum Gesamtstromverbrauch erzeugt wird. Ein höherer Autarkiegrad bedeutet, dass ein größeres Speichersystem erforderlich ist.

Eigenverbrauch

Die Speichergröße wird auch anhand des gewünschten Eigenverbrauchsanteils bestimmt. Der Eigenverbrauch unterscheidet sich vom Autarkiegrad, da er sich auf den Anteil des selbst genutzten Solarstroms bezieht. Nach wie vor gilt die Faustregel: Je höher der Eigenverbrauch, desto größer muss das Speichersystem sein.

Wirtschaftlichkeit

Die wirtschaftliche Tragfähigkeit des geplanten Speichersystems ist wichtig für die Bestimmung seiner Größe. Für einen höheren Autarkiegrad und Eigenverbrauch ist ein größeres Speichersystem erforderlich, was höhere Investitionskosten bedeutet.

Batteriekapazität und Entladetiefe

Die Batteriekapazität des Speichersystems wird in Kilowattstunden gemessen. Je größer die Kapazität, desto mehr Energie kann gespeichert werden. Die Entladetiefe bestimmt, wie viel der Batteriekapazität vor dem Wiederaufladen genutzt werden kann. Eine größere Entladungstiefe erhöht die nutzbare Kapazität des Speichersystems. 

Die Anschaffung eines Stromspeichers ist recht kostspielig. Die Dimensionierung besteht nicht nur darin, die richtige Größe des Speichers zu bestimmen. Es ist zudem wichtig, dass dieser mit allen Anlagenkomponenten kompatibel ist. Auch sollte die Installation aus Garantie- und Haftungsgründen von einem Fachmann übernommen werden, da bei unsachgemäßen Installation ein Brandrisiko besteht. Mit dem Ausfüllen des unterliegenden Formulars helfen wir, einen fachkundigen Installateur aus der Regionen zu finden.

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Stefano Fonseca

Stefano Fonseca ist erfahrener Ingenieur für Energie und Umwelt, der seine Leidenschaft für das Schreiben zum Beruf machte. Seine Leidenschaft sind Photovoltaik und Wärmepumpen Themen. Sein Ziel ist es, technische Informationen in verständliche Texte zu verwandeln.

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