Berechnung der Kapazität von Solarbatterien
Die Verwendung von Solarbatterien – auch als Batteriespeicher bekannt – hat in den letzten Jahren einen regelrechten Boom erlebt. Nicht nur Privatanwender, sondern auch kleine Unternehmen nutzen zunehmend Energiespeicher, in denen die überschüssige Energie, die von den Solarmodulen erzeugt wird, für einen späteren Zeitpunkt gespeichert wird, wenn ein Energiemangel besteht, z. B. an dunklen Tagen oder nachts.
Die Herausforderung besteht hier darin, das perfekte Gleichgewicht zu finden und die Kapazität einer Solarbatterie an den Energiebedarf anzupassen. Wenn die Kapazität der Solarbatterie korrekt berechnet wurde, kann der Endverbraucher sie optimal nutzen. Mit der richtigen Speicherkapazität wird die Nutzung des Stromnetzes minimiert und der von den Solarmodulen erzeugte Strom maximal genutzt.
In diesem Artikel erläutern wir, wie Sie die Kapazität einer Solarbatterie berechnen können, worauf Sie beim Kauf achten sollten und welche Kosten zu bedenken sind:
Fachbegriffe in Sachen Solarbatterien
Bei der Auswahl einer Solarbatterie kommt es aufgrund der verwendeten Begrifflichkeiten des Öfteren zu Verwirrung. Insbesondere die Begriffe „Leistung“ und „Kapazität“ werden häufig gleichbedeutend verwendet, obwohl es sich in Wirklichkeit um unterschiedliche Eigenschaften von Batterien handelt. Deshalb geben wir Ihnen im Folgenden einen kurzen Überblick über die wichtigsten Begriffe, auf die Sie mit Sicherheit stoßen werden.
Kapazität: Die Kapazität wird in Kilowattstunden (kWh) gemessen und ist die Gesamtmenge an Strom, die eine Solarbatterie speichern kann. Sie können es mit einem Kanister vergleichen, der ein Fassungsvermögen von beispielsweise 5 oder 10 Litern hat.
Entladungstiefe (Depth of Discharge, kurz DoD): Die meisten Solarbatterien können nicht vollständig entladen werden, da sie sonst kaputt gehen würden. Die DoD ist der Prozentsatz der Energie, die im Verhältnis zur Gesamtkapazität der Batterie entladen werden kann. Wenn eine Solarbatterie eine DoD von 90 % hat, bedeutet dies, dass Sie 90 % ihrer Gesamtkapazität nutzen können.
Leistung: Gemessen in Kilowatt (kW) ist die Leistung die Menge an Strom, die eine Batterie auf einmal liefern kann. Das kann man sich vorstellen wie „wie weit der Wasserhahn aufgedreht werden kann“. Eine Batterie mit hoher Kapazität und geringer Leistung liefert für eine lange Zeit eine geringe Menge an Strom (genug, um ein paar Geräte zu betreiben). Eine Batterie mit geringer Kapazität und hoher Leistung kann das ganze Haus mit Strom versorgen, aber nur für kurze Zeit.
Round-Trip-Effizienz: Dies ist die Effizienz, mit der Strom in einer Solarbatterie gespeichert und ihr anschließend wieder entzogen werden kann, was als Prozentsatz ausgedrückt wird. Wenn Sie 5 kWh Strom in die Solarbatterie laden und 4 kWh zurückbekommen, hat die Batterie eine Round-Trip-Effizienz von 80 %.
Lebensdauer & Garantie: Die Lebensdauer einer Batterie bezieht sich in der Regel auf die Anzahl der Lade-/Entladezyklen, die eine Batterie durchlaufen kann, bevor ihre Kapazität auf einen bestimmten Prozentsatz (in der Regel 80 %) ihrer ursprünglichen Kapazität sinkt. Häufig gibt der Anbieter eine bestimmte Kapazitätsgarantie nach einer bestimmten Anzahl von Lade-/Entladezyklen.
Am häufigsten werden für Batteriespeicher Lithium-Ionen-Batterien verwendet, die für ihre hohe DoD, lange Lebensdauer und sinkenden Kosten bekannt sind.
Wie funktioniert eine Solarbatterie?
Eine Solarbatterie, auch Batteriespeicher genannt, speichert Strom für den späteren Gebrauch. Die Funktionsweise einer Solarbatterie kann wie folgt erklärt werden:
Aufladen: Eine Solarbatterie wird mit Sonnenenergie aufgeladen, die von Solarmodulen erzeugt wird. Wenn die Solarmodule mehr Strom produzieren als verbraucht wird, wird die überschüssige Energie im Batteriespeicher gesammelt.
Entladen/Verbrauch: Sobald die Solarbatterie aufgeladen ist, steht diese Energie für Zeiten zur Verfügung, in denen der Verbrauch die erzeugte Energiemenge übersteigt, zum Beispiel nachts oder an dunklen Tagen.
Automatische Übernahme: Bei einem Stromausfall erkennt die Software der Solarbatterie dies und schaltet automatisch auf die gespeicherte Energie um, sodass die Stromversorgung nicht unterbrochen wird.
Die Speicherung von überschüssiger Solarenergie kann den Eigentümern helfen, den Eigenverbrauch von Solarenergie zu maximieren und die Abhängigkeit vom Stromnetz zu verringern.
Berechnung der Kapazität für Solarbatterien
Bei der Auswahl einer geeigneten Solarbatterie sind mehrere Faktoren hinsichtlich Kapazität und Leistung wichtig. Als Installateur sollten Sie sich ein Bild davon machen, wie Ihr Kunde diese Solarbatterie nutzen wird. Sie können dazu die folgenden Fragen stellen und anhand der Antworten gemeinsam mit dem Kunden eine geeignete Solarbatterie auswählen.
Wie hoch ist der aktuelle und zukünftige Energieverbrauch?
Die Kapazität der Batterie sollte auf den aktuellen Energieverbrauch zugeschnitten, aber auch für alle zukünftigen Pläne geeignet sein. Steht eine Familienerweiterung an? Kinder, die das Elternhaus verlassen? Möchte der Kunde einen Swimmingpool anlegen? Umstellung auf elektrisches Kochen?
Es ist ratsam, ein Elektroauto in die Überlegungen einzubeziehen, da es ebenfalls als Solarbatterie verwendet werden kann. Außerdem hat es eine wesentlich größere Kapazität als eine Solarbatterie. Andererseits kann es auch sinnvoll sein, es bei der Kapazitätsberechnung außen vor zu lassen, da der Nutzer sonst eine Batterie mit erheblich höherer Kapazität anschaffen müsste, wodurch die Wirtschaftlichkeit vernachlässigbar wäre.Wie viel Leistung hat die Solaranlage?
Eine unzureichende Speicherkapazität der Solarbatterie führt dazu, dass sie schnell voll sein wird und überschüssige Solarenergie ins Netz zurückgespeist wird, was die Rentabilität verringert. Multiplizieren Sie die Wattzahl der einzelnen Solarmodule mit der Gesamtzahl der Solarmodule.
Wenn die Solarmodule noch nicht installiert sind, muss die Spitzenlast oder die maximale Wattzahl bestimmt werden. Dies tun Sie, indem Sie die Wattzahl der gleichzeitig verwendeten Geräte wie Mikrowellen, Trockner, Lampen und Computer addieren. Die Summe ist die Spitzenlast, die durch die Leistung und Kapazität der Solarbatterie gedeckt werden sollte.
Multiplizieren Sie die Wattzahl jedes Geräts mit seiner Laufzeit, um die Energie in Wattstunden pro Tag zu erhalten. Addieren Sie alle Wattstundenwerte für die Gesamtsumme. Diese Schätzung ist wahrscheinlich zu niedrig, da es Effizienzverluste geben wird. Multiplizieren Sie mit 1,5 für den tatsächlichen Wert bei Systemverlusten.Berechnung des täglichen Energieverbrauchs
Ein Beispiel: Glühbirnen brennen 5 Stunden pro Tag. Der Computer läuft 2 Stunden pro Tag. 120 x 5 + 300 x 2 = 1200 Wattstunden. 1200 x 1,5 = 1800 Wattstunden
Vor allem wenn Ihr Kunde noch nicht weiß, wie hoch sein künftiger Energiebedarf sein wird, ist es ratsam, eine modulare Solarbatterie zu empfehlen. Diese kann bei steigendem Energiebedarf mit einem zusätzlichen Batteriemodul problemlos erweitert werden.Wie wird die Solarbatterie genutzt?
Eine wichtige Frage für Ihren Kunden ist der Kontext, in dem die Solarbatterie verwendet werden soll. Dient sie als Reserve bei Stromausfall? Muss der gesamte Haushalt versorgt werden? Oder wird die Solarbatterie in einem Haushalt ohne jeglichen Netzanschluss verwendet? All diese Faktoren können die Wahl der Kapazität, der Leistung und anderer Merkmale einer Solarbatterie beeinflussen.Ist das Solarmodulsystem nachrüstbar?
Bei einem Nachrüstsystem wird eine Solarbatterie in ein bestehendes Solarsystem nachgerüstet. In den meisten Fällen benötigen Sie dann einen separaten Batteriewechselrichter, da der vorhandene Wechselrichter nicht bidirektional ist.
Wie berechnet man die Kapazität einer Solarbatterie?
Bei einer Solaranlage mit einer Leistung von 5 kWp beträgt die Kapazität der Solarbatterie 7,5 bis 8 kWh (5 kWp x 1,5 aufgrund von Systemverlusten).
Ist der tägliche Energieverbrauch höher? Dann kann der Benutzer in Erwägung ziehen, weitere Solarmodule anzubringen und sich eine Solarbatterie mit einer größeren Kapazität anzuschaffen.
Die folgende Tabelle zeigt die empfohlene Speicherkapazität bei jedem Stromverbrauch. Bei einem Verbrauch von 6.000 kWh pro Jahr empfehlen Sie dem Kunden zum Beispiel eine Batteriespeicherkapazität von 9 kWh. Wenn Ihr Kunde eine Umstellung auf elektrisches Kochen oder eine Familienerweiterung plant, berechnen Sie grob, um wie viel der Stromverbrauch steigen wird, und multiplizieren Sie dies mit 1,5.
Folgen einer zu hohen oder zu niedrigen Kapazität
Wenn die Solarbatterie zu viel Speicherkapazität hat, wird sie in den Wintermonaten nicht vollständig aufgeladen, weil es nicht genügend Lichtstunden gibt. Andererseits werden Sie in den sonnigen Sommermonaten die Batterie nicht entleeren, weil Sie tagsüber genug Energie produzieren und diese direkt nutzen können. Wegen der überschüssigen Kapazität einer Solarbatterie dauert es also länger, bis Sie die Investition zurückverdient haben.
Wenn die Solarbatterie zu wenig Kapazität hat, können Sie den Eigenverbrauch auf etwa die Hälfte maximieren. Wenn die Solarmodule im Sommer viel Energie erzeugen, reicht die Batteriekapazität nicht aus, um die gesamte Energie zu speichern.
Was kostet ein Batteriespeicher für PV-Module?
Die Kosten für einen Batteriespeicher für PV-Module können ganz unterschiedlich sein. Das liegt daran, dass der Preis von einer Reihe von Faktoren abhängt, wie z. B. von der Kapazität der Batterie, der Marke und des Modells, den Installationskosten und allen zusätzlichen Komponenten. Hier einige Faktoren, die die Kosten für einen Batteriespeicher beeinflussen:
Batteriekapazität: Batteriespeicher sind mit unterschiedlichen Kapazitäten erhältlich, die in Kilowattstunden gemessen werden (kWh). Dabei gilt oft: Je größer die Speicherkapazität, desto teurer ist die Batterie. Die Kapazität hängt davon ab, wie viel überschüssige Sonnenenergie Sie speichern möchten.
Marke und Modell: Es gibt mehrere Anbieter von A-Marken-Solarbatterien auf dem Markt, wie z. B. SolarEdge, Huawei und Enphase. Jede Marke und jedes Modell hat eigene Preisgestaltungen und Funktionen.
Installationskosten: Die Installationskosten können je nach Wohnsituation und Komplexität der Anlage stark variieren. Wenn Sie selbst nicht über technische Fachkenntnisse verfügen, sollten Sie einen qualifizierten Installateur hinzuziehen.
Zusätzliche Komponenten: Wenn Sie noch keine PV-Anlage haben, entstehen Ihnen zusätzliche Kosten für Solarmodule, Wechselrichter, Verkabelung und Sicherheitsvorrichtungen. Da können sich die Kosten erheblich summieren.
Die Kosten für einen Batteriespeicher für PV-Module können sich je nach Kapazität und Konfiguration zwischen etwa tausend Euro und mehreren Zehntausend Euro bewegen. Wir raten Ihnen, Ihren Bedarf genau zu analysieren – auch im Hinblick auf die Zukunft – und die Optionen im Internet gut zu recherchieren. Vergleichen Sie Angebote, Marken, Modelle und eine mögliche Kompatibilität mit der vorhandenen Anlage. Die Entwicklung von Solarbatterien verläuft sehr schnell und auch die Preise können sich mit der Zeit wegen der ständig voranschreitenden Technologie erheblich ändern. Daher sollten die Informationen, die Sie einholen, immer auf dem neuesten Stand sein.