1. Wann produziert eine Solaranlage Strom?
Photovoltaik-Panels produzieren dann am effektivsten Solarstrom, wenn die Sonne im 90-Grad-Winkel auf sie scheint. Senkrecht steht die Sonne aber nur über dem Äquator. Hier in Deutschland treffen die Sonnenstrahlen in einem erheblich flacheren Winkel ein. Um die Sonne möglichst senkrecht einzufangen, sollten die Module idealerweise schräg aufgestellt werden.
2. Einfluss der Jahreszeiten auf die Solarstrom-Ausbeute
Allerdings variiert der Winkel, in dem die Sonne auf die PV-Module scheint, je nach Jahreszeit: Im Winter ist der Einfallswinkel der Sonnenstrahlen flacher, während er im Sommer steiler ist.
All dies in Betracht gezogen, hat sich in Deutschland ein Winkel zwischen 30 und 40 Grad auf der Südseite bewährt, um die höchste Ausbeute an Solarstrom zu erreichen. Das passt auch gut mit den üblichen Satteldächern zusammen, die oft eine ähnliche Dachneigung aufweisen.
3. Einfluss der Tageszeit auf die Solarstrom-Ausbeute
Die Energieausbeute ändert sich auch im Laufe des Tages. Morgens und abends steht die Sonne sehr tief und liefert wenig Energie für die Photovoltaik-Anlage. Um die Mittagszeit hingegen ist die Sonnenstrahlung am intensivsten.
Soll also der höchste Stromertrag im Jahr erzielt werden, ist eine reine Südausrichtung mit einer Neigung von 30 bis 40 Grad zielführend. Dies wurde in der Vergangenheit auch meist so gehandhabt, da der Solarstrom überwiegend ins Netz eingespeist und vergütet wurde.
Mittlerweile liegt aber bei vielen Anlagenbetreiber:innen ein größerer Wunsch darin, den erzeugten Strom auch selbst zu nutzen. Deshalb haben Solaranlagen mit Ost-West-Ausrichtung deutlich an Attraktivität gewonnen, da diese Ausrichtung die Erträge in den Morgen- und Abendstunden erhöht und mehr Strom genau dann liefert, wenn er im Haushalt benötigt wird.
Die Vorstellung, dass eine Photovoltaik-Anlage nur auf einem nach Süden ausgerichteten Dach sinnvoll ist, gilt damit als überholt! Solaranlagen werden zumeist in der Ausrichtung zwischen Ost/Süd/West installiert, je nachdem, wie das Dach eines Hauses ausgerichtet ist.
Aber auch senkrecht am Balkongeländer, nahezu waagerecht auf Flachdächern oder leicht nach Norden ausgerichtet wird Strom erzeugt und damit ein Teil des anfallenden Haushaltsstrombedarfs gedeckt!
4. Eine mögliche Lösung: eine Solaranlage mit Speicher
Damit Sie den vielen Strom, den Ihre Solaranlage tagsüber produziert, auch selbst nutzen können, sollten Sie zunächst prüfen, ob Großverbraucher wie Waschmaschine oder Geschirrspüler auch in der Mittagszeit betrieben werden können.
Sofern die Geräte nicht smart steuerbar sind, können kleine steuerbare Zusatzmodule die Haushaltsgeräte über das Smartphone einschalten. Sofern eine Laststeuerung nicht mehr möglich oder gewünscht ist, kann die Kombination mit einem kleinen Batteriespeicher sinnvoll sein. Denn der Eigenverbrauch des Solarstroms vom Dach ist in jedem Fall finanziell attraktiver als die Einspeisung ins Netz und die damit verbundene Einspeisevergütung.
Solaranlagen mit Speicher können dazu beitragen, den Eigenverbrauch Ihres selbst erzeugten Stroms auf 50 bis 75 Prozent zu erhöhen und ihn auch in den Morgen- und Abendstunden nutzbar zu machen, wenn die PV-Anlage nur wenig oder keinen Strom erzeugt. Die Nutzung eines Speichers kann auch die Netze entlasten und die Leistungsspitzen der Photovoltaik-Anlage am Mittag abfangen.
5. Was ist ein Stromspeicher?
Im Wesentlichen handelt es sich bei einer Solaranlage mit Speicher um eine PV-Anlage, die mit dem produzierten Strom einen Akku lädt. Diese Batterie ist dann zum Beispiel in Ihrem Keller untergebracht. Es kann sich dabei um eine Wandmontage handeln oder um ein Gerät, das auf dem Boden steht.
Im Privatbereich sind Lithium-Ionen-Speicher aufgrund ihrer hohen Leistungsfähigkeit am häufigsten anzutreffen. Sie bieten zahlreiche Vorteile wie Wartungsfreiheit, eine lange Lebensdauer und einen hohen Wirkungsgrad.
Doch auch Lithium-Eisenphosphat-Speicher erfreuen sich großer Beliebtheit im Heimspeichermarkt. Obwohl ihre Energiedichte im Vergleich zu Lithium-Ionen-Speichern niedriger ist, bieten sie etliche Vorteile, etwa ihre geringere Empfindlichkeit gegenüber Überlastungen, Kurzschlüssen und mechanischen Beschädigungen. Darüber hinaus ermöglichen sie hohe und stabile Entladeströme, haben eine hohe Zyklenfestigkeit und eine lange Lebensdauer.
Eisenphosphat-Speicher haben auch den Vorteil, dass sie in einem breiten Temperaturbereich einsetzbar sind und keine giftigen Schwermetalle wie Nickel, Cadmium und Kobalt enthalten. Schließlich können alle in diesen Speichern verwendeten Metalle bis zu 100 % recycelt werden.
6. Die Komponenten eines Speichers
Ein Solarstromspeicher besteht nicht ausschließlich aus einer Batterie, sondern setzt sich aus verschiedenen und teilweise intelligenten Komponenten zusammen, je nach Hersteller und System. Diese beinhalten beispielsweise ein Batterie-Managementsystem, ein Energie-Managementsystem sowie einen Batterie-Wechselrichter, der je nach System auch optional sein kann. Die Effizienz der Speichernutzung variiert somit zwischen den unterschiedlichen Speichersystemen und kann nicht direkt miteinander verglichen werden.
Sofern ein Batteriespeichersystem vorgesehen werden soll, sind bei der Dimensionierung zukünftige Entwicklungen wie eine Vergrößerung des Haushalts oder der Anschluss zusätzlicher Stromverbraucher zu berücksichtigen. Für eine sinnvolle Dimensionierung von Batteriespeichern gibt es eine hilfreiche Übersicht der Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin, die in der folgenden Abbildung dargestellt ist.
Zur Berechnung der erforderlichen Speicherkapazität können Sie den Stromverbrauch und den Warmwasserverbrauch unter Berücksichtigung eines Systemwirkungsgrades von 80 % heranziehen. Wahrscheinlich bevorzugen Sie eine wirtschaftliche Optimierung, die sich aus den Stromeinsparungen gegenüber dem Netzbezug ergibt.
Das Lastprofil des Stromverbrauchs ist entscheidend, und die Speicherkosten sowie die Gestehungskosten der selbst erzeugten Energie spielen ebenfalls eine wichtige Rolle. Die Kosten einer Solaranlage mit Speicher hängen daher von den spezifischen Gegebenheiten Ihres Hauses und der aktuellen Marktentwicklung ab.
Um das optimale Solarspeichersystem für die eigene PV-Anlage zu finden, empfiehlt es sich, einen Fachplaner zu konsultieren und mit ihm eine sorgfältige Planung durchzuführen.
7. Fazit
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ein Batteriespeicher dann sinnvoll ist, wenn der Eigenverbrauchsanteil des selbst erzeugten Solarstroms erhöht werden soll und die meisten Großverbraucher morgens oder abends betrieben werden. Wichtig ist jedoch, dass die Komponenten eines Speichers sorgfältig ausgewählt und richtig dimensioniert werden. Eine Beratung durch einen Fachplaner ist dabei hilfreich.
Bildquellen: ©anatoly_gleb, ©Tomasz Koryl, ©stromspeicher-inspektion.de | shutterstock.com
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