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Solarstrom Abgesicherte Stromversorgung bis hin zur Energieautarkie

16.11.2020

Erneuerbare Energieträger, wie Photovoltaik, sind die Zukunft. Aktuell sind es vor allem zwei Argumente, die für das wachsende Interesse an Solarstrom sprechen: Der Wunsch nach einer abgesicherten und nachhaltigen Energiequelle und der Wunsch nach Autarkie und einer dezentralen Energielösung. Doch was gilt es dabei zu beachten?

Der Anteil des regenerativen Energieträgers Sonne am weltweiten Energiemarkt nimmt seit den frühen Zweitausenderjahren kontinuierlich zu. Im Jahr 2019 stammten rund 40 Prozent der erzeugten Strommenge in Deutschland aus erneuerbaren Energien, ein Fünftel davon ging auf den Energieträger Photovoltaik zurück, so das Ergebnis einer Erhebung des Statistischen Bundesamts.

Der Vorteil der Sonne als Energiequelle ist, dass sie kostenlos, uneingeschränkt und mehr oder weniger unbegrenzt zur Verfügung steht – wobei natürlich die Jahreszeiten in unseren Breitengraden Einfluss nehmen. Weltweit liegt Deutschland bei den installierten Photovoltaikanlagen auf dem vierten Platz – hinter China, USA und Japan. Im vergangenen Jahr betrug die kumulierte installierte Leistung durch Photovoltaikanlagen rund 49 GW. In Europa liegt Deutschland damit sogar auf Platz eins. Wenig verwunderlich, gaben zeitgleich doch rund zwei Drittel der Befragten hierzulande an, dass ihnen die Nutzung und der Ausbau erneuerbarer Energien außerordentlich wichtig sind. Dieser Trend schlägt sich auch der wachsenden Zahl an Photovoltaikinstallationen nieder, die wiederum die höchste Investitionssumme in Energiequellen auf dem deutschen Markt ausmachen.

Gründe für Solarenergie

Solarenergie ist in Deutschland gleichermaßen für Unternehmen als auch private Haushalte interessant. Gründe für dafür gibt es zahlreiche: einen Beitrag zum nachhaltigen Umweltschutz leisten, eine zusätzlich abgesicherte Stromversorgung unterhalten, energetisch unabhängig von fossilen Energieträgern sein, die dezentralen Energiewende vorantreiben und im Idealfall auch von einer weitgehenden Energieautarkie profitieren, zählen zu den stichhaltigsten Argumenten. Grüner Strom kann aber aufgrund seiner natürlichen Herkunft nicht immer im gleichen Umfang zur Verfügung stehen. Windaufkommen ändern sich fortlaufend und die Sonne scheint – oder eben nicht. Solche Schwankungen in der Energieerzeugung beziehungsweise sogenannte Dunkelflauten können dazu führen, dass das Energieniveau im gesamten Netz fluktuiert.

Auch wenn es sicherlich kein tägliches Ereignis ist und die Stromversorgung in Deutschland im Vergleich zu anderen Regionen der Welt weitgehend sicher ist, gibt es auch in unseren Breiten immer wieder plötzliche Netzausfälle. So legte im September 2019 eine Störung rund 900 Haushalte in Dortmund lahm. Zeitgleich fiel in Hameln der Strom aus und noch am selben Tag waren 19.000 Haushalte in Graz betroffen. Zusätzlich wächst auch noch eine andere Gefahr heran: In den letzten Jahren verzeichnen die Stromversorger einen Anstieg bösartiger Hacker-Attacken auf öffentliche Stromnetze, was auch Stromausfälle zur Folge hatte.

Selbst zum nachhaltigen Stromerzeuger werden

Lokale Spezialisten, Elektroinstallateure für Photovoltaikanlagen, Stromspeicher und Anbieter von Ladestationen für E-Autos, wie zum Beispiel die Firmen Emondo oder Solmey, stellten in Beratungsgesprächen mit Kunden – vor allem bei Besitzern mit Eigenheimen – fest, dass aktuell vor allem zwei Argumente für das wachsende Interesse an Solarstrom sprechen:

  • Der Wunsch nach einer abgesicherten und nachhaltigen Energiequelle.

  • Der Wunsch nach Autarkie und einer dezentralen Energielösung.

Die eigene Stromversorgung sicherzustellen, kann relativ einfach über die Montage einer privaten Photovoltaikanlage mit Batteriespeicher erreicht werden. Für Dietmar Meyer, Geschäftsführer von Solmey, sprechen die energetischen Vorteile für sich: „Wir haben hier überragende Verhältnisse. Eine Faustregel bei 10-KW-Anlagen besagt dementsprechend, dass der Eigenverbrauch ohne Speicher bei ungefähr 30 Prozent, mit dem Speicher bei 60 Prozent liegt.“

Eigenheimbesitzer können so kostenlosen Strom direkt von der Sonne „tanken“. Dabei muss bedacht werden, dass die Lichtausbeute unter bestimmten Bedingungen zu gering für die Abdeckung der eigenen Strombedürfnisse sein kann. Oder, vereinfacht gesagt: Natürlich scheint die Sonne hierzulande nicht durchgehend und eine wirkliche Energieautonomie ist nur gegeben, wenn auch nachts Strom verfügbar ist. Andersherum gibt es auch Tage, an denen Stromspitzen erreicht werden, die ausgeglichen werden müssen.

Als Lösung bietet sich hier eine Aufrüstung des Photovoltaik-Systems mit einem Energiespeicher an, beispielsweise einem Backup-fähigen, modularen Batterie-Produkt von Herstellern wie LG Chem. Diese können die Energieversorgung nahtlos übernehmen. Ein Wechselrichter sorgt dabei für die Bereitstellung des Energiemanagements und eine ausreichende Aufladung der Batterie über die PV-Module. Bei ausreichender Speicherung des selbst erzeugten Stroms sind Stromausfälle leichter zu verkraften. In diesem Fall lassen sich die kritischen Haushaltsgeräte, wie ein vollbeladener Kühl- oder Gefrierschrank während eines Stromausfalls weiterhin betreiben. Dies funktioniert aber nur, wenn die Batterie einen Mindestladestand aufweist. Es gibt auch die Möglichkeit, die Stromversorgung des Hauses mit einem automatischen Ersatzstromsystem auszustatten, das direkt aus der Batterie gespeist wird.

Modularer Stromspeicher für individuelle Bedürfnisse

Der modulare Batteriespeicher RESU10M besteht aus zwei Akku-Komponenten und einer „Battery Protection Unit“ (BPU), die für den Schutz der Akku-Komponenten zuständig ist. Der Vorteil dieser modularen Bauweise ist zum Beispiel, dass im Schadensfall nur eine Komponente anstelle der ganzen Stromspeichereinheit ausgetauscht werden muss. Zudem lässt sich dieser Batterietyp mit dem entsprechenden Wechselrichter Sunny Boy Storage 3.7 von SMA flexibel erweitern und nachrüsten. Erfahrungsgemäß halten die Akku-Komponenten länger als die Elektronik-Komponenten. Die Batteriespeicher von LG Chem sind traditionell kompakt gebaut und somit gibt es kein Platzproblem: Es gibt mittlerweile Modelle auf dem deutschen Markt, die maximal so viel Platz benötigen wie ein durchschnittlicher Handgepäckkoffer und mit weniger als 80 kg Gewicht auf jedem tragfähigen Boden oder einer Wand ihren Platz finden. Ein Wechselrichter übernimmt das Energiemanagement im Haus und sorgt somit auch im Falle eines Stromausfalls für Umschaltung der Stromversorgung vom öffentlichen Netz auf die Batterie. Je nach Batteriespeicher kommen Wechselrichter verschiedener Hersteller bei den RESU-Modellen zum Zuge, unter anderem von Solaredge, SMA, SunGrow, Solax, Solix, GoodWe, Ingeteam, Victron SMA, Fronius und Huawei.

Backup-fähige Heimspeicher machen das Eigenheim zum Home-Kraftwerk

Den Anfang nimmt die Aufrüstung des eigenen Hauses hin zum „privaten Kraftwerk“ bei einem Elektroinstallateur. Ist die Photovoltaikanlage auf dem Dach installiert, muss eine dazu passende zuverlässige Kombination aus Speichereinheit und Wechselrichter gefunden werden. Hierbei sollten einige wichtige Faktoren berücksichtigt werden: Der Energiespeicher muss eine ausreichende Kapazität in kWh bieten. Auch der voraussichtliche durchschnittliche Energieverbrauch des Hauses sollte bekannt sein, sodass ausschließlich Wechselrichter mit passender Ausgangsleistung in die engere Auswahl kommen. Darüber hinaus muss der kumulierte Energiebedarf bei Nacht mit der partiell geladenen Batterie abgestimmt werden. Wichtig ist es auch, Geräte zu definieren, die bei einem Stromausfall bevorzugt Elektrizität erhalten. Die Leistung des Photovoltaik-Modulsystems sollte idealerweise so kalkuliert sein, dass die Batterie auch an bewölkten Wintertagen über genügend Energie verfügt.

Unabhängig, frei und nachhaltig – die Vision einer autarken Energieversorgung

Für Andreas Maier, Co-Founder und Geschäftsführer bei Emondo, ist die Energie-Autarkie keine Zukunftsvision mehr: „Der Photovoltaikmarkt hat sich in den vergangenen Jahren gewandelt, früher lag der Fokus auf der Energieeinspeisung, heutzutage möchte sich der Kunde selbst versorgen und den Strom bei sich selbst – Stichwort dezentrale Energiewende – zu Hause nutzen“, erklärt Maier. „Durch die Erfahrungen der letzten Jahre haben wir festgestellt, dass man sehr gute Autarkiewerte erreichen kann. Im Sommer kommen unsere Kunden ohnehin auf 100 Prozent Autarkie, und über das Jahr gemittelt auf 75 bis 80 Prozent Autarkie. Natürlich ist dies auch ein stückweit abhängig von dem individuellen Bedarf der Kunden.“

Autarkie steht in Konflikt mit der aktuellen zentralen Stromversorgung in Deutschland und trotz des Trends zu größerer Unabhängigkeit beziehen die meisten Haushalte ihren Strom noch von den großen Energieversogern. In Zeiten der Energiewende sollten sich Hausbesitzer und auch Hausgemeinschaften in Großstädten mit dem Thema dezentrale Stromerzeugung näher befassen. Photovoltaik-Batterie-Systeme lassen sich zumindest im privaten Bereich bereits mit geeigneten Backup-tauglichen Speicher-/Wechselrichterkombinationen soweit installieren, dass die Vision einer auch in spezifischen Engpass-Situationen unabhängigen und vor allem umweltfreundlichen autonomen Energieversorgung kein Traum bleiben muss.

Bildergalerie

  • So kann das System eingesetzt werden.

    Bild: LG Chem

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