Gibt es die eine Formel?
Sucht doch einfach mal im Internet nach der perfekten Speichergröße für eine PV Anlage. Ihr werdet ganz schnell verschiedene Informationen bekommen mit welchem Faktor die Speichergröße in kWh im Verhältnis zur Anlagengröße sein soll. Von 0,5 bis 2 ist hier alles dabei. Naja gut, die optimale Größe wird schon irgendwo dazwischen liegen aber sehr viel schlauer sind wir daraus auch nicht geworden. Schlussendlich bleibt es aber ein Ratespiel wenn man nicht genauer auf die Anlage eingeht. Denn die optimale Speichergröße hängt von vielen Faktoren ab, die auch von Berechnungstools meist nicht berücksichtigt werden. Gehen wir also mal durch was man bei der Speicherwahl beachten sollte.
Die Anlagengröße
Die Anlagengröße spielt einen entscheidenen Faktor. Mit der Anlagengröße kann man schon mal abschätzen wieviel Energie eigentlich erzeugt wird and theoretisch gespeichert werden kann. Vor allem bei sehr kleinen Anlagen bringt ein Speicher oft nicht den gewünschten Mehrwert. Die Anlagengröße ist ein Richtwert von dem man ausgehen kann. Damit alleine kann aber noch keine Auswahl treffen.
Der Jahresstromverbrauch
Noch wichtiger als die Anlagengröße ist der Jahrestromerbrauch. Oft wird die Speichergröße alleine aufgrund der Anlagengröße bestimmt. Das macht de facto aber keinen Sinn. Es mag schon sein, dass man mit einer großen Anlage einen großen Speicher vollladen kann. Aber was bringt uns das wenn die Verbraucher nur einen kleinen Teil der gespeicherten Energie benötigen?
Es muss also immer auch der Jahresstromverbrauch berücksichtigt werden. Man sollte also auf jeden Fall im Vorhinein seinen Jahresstromverbrauch der letzten Jahre prüfen.
Verbraucherverhalten
Der Jahresstromverbrauch ist ein guter Anhaltspunkt, sagt alleine aber auch noch nicht viel aus. Wird die meiste Energie tagsüber verbraucht wenn die Sonne scheint, muss auch weniger Energie gespeichert werden und der Speicher kann etwas kleiner ausfallen. Gibt es den größten Verbrauch außerhalb der Sonnenstunden, wird ein größerer Speicher benötigt. Als nächstes stellt sich die Frage welche Verbraucher tagsüber oder Nachts laufen. Größere Verbraucher sollten wirtschaftlich gesehen immer tagsüber laufen wenn der Strom direkt vom Dach kommt. Natürlich kann die Energie auch zwischengespeichert und später verwendet werden. Dann müssen wir aber mit Verlusten rechnen. Speicher haben nunmal nicht den Wirkungsgrad als wenn der Strom direkt verbraucht wird. Werden größere Verbraucher tagsüber betrieben, bleibt auch wieder weniger Überschuss um den Speicher aufzuladen. Müssen jedoch große Verbraucher auch Nachts laufen, kann ein größerer Speicher notwendig sein um die ganze Nacht auszukommen. Ähnlich ist es auch bei Elektroautos. Wenn man es so hinbekommt, das Auto immer tagsüber zu laden, kann man seinen Eigenverbrauch steigern und der Speicher muss nicht so groß ausfallen.
Ausrichtung der Module
Es macht schon auch einen Unterschied welche Ausrichtung die Module haben. Bei Südausrichtung gibt es viel Leistung um die Mittagszeit und meist weniger Eigenverbrauch. Es kann somit mehr gespeichert werden und der Speicher muss größer sein. Bei Ost-West sieht es genau anders rum aus. Der Eigenverbrauch steigt vor allem Morgens und Abends. Somit muss weniger gespeichert werden. Der Speicher kann kleiner ausfallen.
Wann ist die Speichergröße "optimal"?
Ja es ist nicht einfach die optimale Speichergröße zu finden. Doch was bedeutet „optimal“ eigentlich für uns?
Welche Ergebnisse soll ein Speicher eigentlich erzielen?
Bei der Auswahl eines Speicher werden grundsätzlich zwei Dinge verfolgt.
Zum einen die Wirtschaftlichkeit des Speichers aber auch die Möglichkeit durch den Speicher unabhängiger vom öffentlichen Netz zu werden und dadurch weniger Strom kaufen zu müssen.
Sehen wir uns gleich mal die Wirtschaftlichkeit an. Wenn uns nun jemand sagt, dass man am besten einen möglichst kleinen Speicher nimmt um am wirtschaftlichsten zu sein, dann mag er schon recht haben. Ein kleiner Speicher bedeutet dann nämlich, dass dieser sehr oft vollgeladen werden kann. Es kommt dadurch zu sehr vielen Vollzyklen und der Speicher hat sich dadurch voll ausgezahlt. Das wäre ein möglicher Ansatz. Wirtschaftlich wäre der Speicher dann top. Aber ist das wirklich was wir wollen? Ein kleiner Speicher bei einer großen Anlage bedeutet auch gleichzeitig, dass viel Leistung garnicht gespeichert werden kann und eingespeist werden muss. Weil zudem nicht soviel gespeichert werden kann, muss auch wieder mehr Strom vom Netz gekauft werden. Der Speicher mag zwar schnell mal wirtschaftlich erscheinen, die gesamte Anlage ist es aber nicht. Zu klein ist also auch nicht optimal.
Wenn uns die Unabhängigkeit vom öffentlichen Netz wichtig ist, kann man meinen, dass man PV Anlage und Speicher sehr groß dimensioniert. Ein großer Speicher kann zwar helfen unabhängiger zu werden und den Netzbezug zu reduzieren. Wenn der Verbrauch aber so klein ist, dass der Speicher kaum komplett entladen wird, sind wir wieder beim Thema Wirtschaftlichkeit. Dann hätte es ein kleinerer auch getan.
Aber wir sind immer noch sehr subjektiv unterwegs. Schauen wir uns das ganze mal in Zahlen an. Denn diese Faktoren sind auch ganz gut messbar, nämlich durch Eigenverbrauchsquote und Autarkiegrad.
Kurz erklärt:
Die Eigenverbrauchsquote beschreibt den Anteil der von der PV Anlage erzeugten Energie, der im Haus verbraucht wird.
EVQ = Eigenverbrauch / Erzeugte Energie
Der Autarkiegrad gibt den Anteil des Stromverbrauchs an, der durch das Photovoltaik-Speichersystem versorgt wird.
AG = Eigenverbrauch / Gesamtverbrauch
Eine hohe Eigenverbrauchsquote bedeutet aber nicht gleich einen hohen Autarkiegrad. Sehen wir uns dazu eine Grafik der HTW Berlin an.
Eigenverbrauchsquote und Autarkiegrad in Abhängigkeit der nutzbaren Speicherkapazität und PV-Leistung, jeweils normiert auf den Jahresstrombedarf in MWh. Durch die Normierung lassen sich die Bewertungsgrößen für Haushalte je nach der Höhe des Jahresstrombedarfs abschätzen.
Doch was heißt das nun für unsere Speicheranlage? Schlussendlich soll es unser Ziel sein mit dem Speicher sowohl den Eigenverbrauch als auch die Autarkie zu erhöhen um auch in Zukunft vor steigenden Strompreisen geschützt zu sein. Das Maximum aus beiden ergibt dann unsere optimale Speichergröße. Es bringt also nichts den Autarkiegrad auf 100% zu haben dafür aber einen schlechte Eigenverbrauchsquote. Umgekehrt ist es aber genau so. Als Ziel können für EVQ und AG jeweils 40-70% genommen werden wenn ein Speicher verwendet wird. Manchmal bekommt man es sogar noch besser hin.
Um das zu erreichen, wäre es optimal den Speicher bei relativ gutem Ertrag am Tag komplett aufzuladen. Über Nacht sollte er dann im besten Fall genau dann wieder leer sein wenn die Produktion wieder beginnt und der Verbrauch wieder direkt vom Sonnenstrom gedeckt werden kann. Im Winter und in den Übergangszeiten wird es dann natürlich nicht ganz so aussehen. Aber es ist nunmal wirtschaftlicher den Speicher optimal für die Sommermonate auszulegen weil es hier einfach die besten Erträge gibt.
Ich möchte euch lange und komplexe Berechnungen ersparen aber um das zu schaffen ergibt das einen Speicherdimensionierungsfaktor zwischen 1 und 1,6 des jährlichen Stromverbrauchs in MWh.
Das bedeutet die optimale Speichergröße beträgt 1 bis 1,6 kWh nutzbare Kapazität pro 1000 kWh Jahresverbrauch.
Nun können können wir uns mit diesen Werten der besten Speichergröße langsam annähern.
Schauen wir nochmal auf die Einflussfaktoren und auf die Grafik von oben.
Beispiel 1:
/ Ist die Anlage sehr viel größer als < 1kWp/1000kWh, sollte wir eher in Richtung Faktor 1,6 gehen damit wir sowohl beim Eigenverbrauch als auch bei der Autarkie in einem guten Bereich liegen.
/ Dann schauen wir auf das Verbraucherverhalten. Sagen wir mal den größten Verbrauch es tagsüber. Schwere Verbraucher werden zudem auch tagsüber betrieben. Dann würden wir vom Faktor 1,6 wieder etwas runter gehen auf 1,5.
/ Zu guter letzt noch die Ausrichtung der Module. Rechnen wir mit einer Ost-West Ausrichtung. In dem Fall kann auch der Verbrauch am Morgen und Abend besser durch die PV gedeckt werden. Der Überschuss, der tagsüber gespeichert werden kann ist dafür aber etwas kleiner. Wir ziehen also nochmal was ab und stehen nun beim Faktor 1,4.
In einem Beispiel würde das dann folgendermaßen aussehen:
Jährlicher Stromverbrauch: 6000kWh
Anlagengröße: 10kWp
Optimale Batteriegröße: 1,4 x Stromverbrauch [MWh] = 1,4 x 6 = 8,4kWh
Beispiel 2:
/ Ist die Anlagenleistung < 1kWp/1000kWh, dann geht es eher in Richtung 1kWh Speichergröße pro 1000kWh Verbrauch.
/ In dem Fall haben wir ein Elektroauto, dass fast immer am Nachmittag und Abend geladen werden kann. Es gibt dadurch einen hohen Eigenverbrauch und am Nachmittag dadurch weniger Überschuss für den Speicher. Wir bleiben also noch beim Faktor 1.
/ Die Module sind in Richtung Süden ausgerichtet. Das bedeutet wir haben Mittags viel Überschuss, der gespeichert werden kann. Wir gehen also vom Faktor 1 auf 1,1.
Jährlicher Stromverbrauch: 6000kWh
Anlagengröße: 5kWp
Optimale Batteriegröße: 1,1 x Stromverbrauch [MWh] = 1,1 x 6 = 6,6kWh
Auch wenn es noch so gute Berechnungstools gibt, schaffen es kaum welche alle Faktoren zu berücksichtigen. Klar ist es möglich mit riesigem Aufwand alte Erzeugungs- und Verbrauchsdaten zu analysieren um somit die perfekte Speichergröße zu ermitteln. Ob dieser Aufwand aber dafür steht wo sich das Verbraucherprofil mit Elektroauto, Elektroheizungen usw. ohnehin schnell wieder ändern kann, muss jeder selbst wissen. Da ist die oben gezeigte Methode wohl effektiver um schnell und unkompliziert ein optimale Speichergröße zu ermitteln
Lasst euch zudem nicht von einer vermeintlichen „Speicherwirtschaftlichkeit“ täuschen. Schlussendlich ist es viel wichtiger, dass sowohl auf den Eigenverbrauch als auch auf die Autarkie Wert gelegt wird. Denn dann ist nicht nur der Speicher wirtschaftlich, sondern die gesamte Anlage. Und dafür eignet sich der Faktor 1 - 1,6 sehr gut. Nehmt diesen Wert als Basis und nähert euch dann dem optimalen Wert an indem ihr alle Einflussfaktoren berücksichtigt. Je nachdem was für euch am wichtigsten ist beim Speicher, könnt ihr mit der Größe etwas rauf oder runter. Vergleicht auch gerne euer Ergebnis mit Online Berechnungstools oder bestehenden Speicheranlagen. Ihr werdet öfters ähnliche Werte bekommen. Beachtet aber immer was das Tool tatsächlich berechnet. Die Wirtschaftlichkeit eures Speichers oder die Wirtschaftlichkeit eurer Anlage. Hinsichtlich der steigenden Energiepreise kann nämlich auch eine hohe Autarkie noch sehr interessant werden auch wenn dabei der Speicher selbst erstmal nicht so wirtschaftlich erscheint.
