Wie rechnen sich Solarstromspeicher?

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wie-rechnen-sich-solarstromspeicherIm Zusammenhang mit einer modernen Photovoltaikanlage spielen Solar-Batteriespeichersysteme eine wichtige Rolle. Wer sich entschließt, ein solches Solar-Speichersystem in seine Anlage zu integrieren, um hierdurch den Eigenverbrauch zu erhöhen, der möchte natürlich auch wissen, ob und wie sich ein solcher Solarspeicher rechnet. Die meisten Anbieter geben leider nur unzureichende Auskünfte zur Wirtschaftlichkeit. Verständlicherweise steht für viele Kunden in erster Linie die Unabhängigkeit vom örtlichen Stromanbieter im Vordergrund und nicht die Rendite. Jedoch sollte die Anschaffung eines Solarstromspeichers auch nicht zum Minusgeschäft werden. Eine Wirtschaftlichkeitsberechnung ist daher nicht ganz falsch. Eine solche Berechnung hat die Hochschule UI durchgeführt und gezeigt, dass diese Stromspeicher auch heute schon wirtschaftlich sein können. Jedoch spielt der Anschaffungspreis eine wichtige Rolle, der die Rentabilität mitunter reduzieren kann.

Die eigentliche Berechnung der Wirtschaftlichkeit von Solarbatterien

Bei der Berechnung der Wirtschaftlichkeit von Solarbatterien wird zunächst der zeitliche Verlauf der Stromerzeugung durch die Photovoltaikanlage dem Stromverbrauch des Haushaltes gegenübergestellt. Nur wenn ein Stromüberschuss vorhanden ist, kann der Solar-Akku geladen werden. Reicht dagegen die Leistung einer PV-Anlage für die Strombereitstellung nicht mehr aus, z.B. in den Abendstunden, dann wird die Solarbatterie entladen. Ist diese schließlich leer, dann wird der erforderliche Strom aus dem Netz bezogen. Nur wenn der Solarstromspeocher geladen ist, kann der überschüssige Strom in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden.

Die Verbräuche lassen sich über die jeweiligen Zeitintervalle aufsummieren. Im Ergebnis erhält man den Stromverbrauch und die eingespeiste Energie. Dieser Verlauf der durch die PV-Anlage zur Verfügung stehenden Leistung wird aufgrund von Einstrahlungsdaten aus dem Portal PVGIS ermittelt. Durch einen mathematischen Algorithmus werden auch Wetter- und Ertragsschwankungen berücksichtigt. Diese Werte lassen sich unter Berücksichtigung der Parameter der verwendeten PV-Anlage in elektrische Leistung und Arbeit umrechnen. Dabei wird der Verlauf des Energiebedarfs durch eine Simulation des Nutzerverhaltens und den verwendeten Haushaltsgeräten und elektrischen Anlagen sowie deren Leistung und Betriebszeit ermittelt.

rendite-solarakkuViele Faktoren sind bei der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung von Solar-Akkus zu berücksichtigen

Bei der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung von Solarbatterien wird von dem nachteiligen Fall für den Eigenverbrauch ausgegangen, dass die Nutzer werktags arbeiten und erst am Abend die elektrischen Verbraucher nutzen. Dabei wird von einem normalen Verbrauch eines 2- bis 3-Personenhaushalts mit einem Jahresverbrauch von 3.513,7 kWh ausgegangen. Die Einspeisung lässt sich mithilfe der EEG-Vergütung somit in den finanziellen Gewinn umrechnen. Es findet eine Umrechnung des Stromverbrauchs in die Stromkosten statt. Dabei muss jedoch ein Szenario für die zukünftige Strompreisentwicklung erstellt werden. Die meisten Solarbatteriehersteller rechnen hier mit einer jährlichen Verteuerung des Strompreises der örtlichen Anbieter von 5 bis 6%. Diese Werte scheinen extrem hoch, so dass ebenfalls die Prognose von EU-Kommissar Günter Oettinger berücksichtigt werden sollte. Danach steigen die Strompreise inflationsbedingt bis zum Jahr 2030 um 50% und stabilisieren sich danach.

Investitionskosten einer Photovoltaikanlage liegen bei 1.684 €/kWp

Laut Bundesverband Solarwirtschaft liegen die spezifischen Investitionen einer PV-Anlage bei netto 1.684 €/kWp. Anhand einer aktuellen Marktanalyse konnten die durchschnittlichen Kosten für ein Batteriespeichersystem ermittelt werden. Von den gefundenen 12 Lithium-Ionen- und 14 Blei-Gel-Batteriespeichersystemen mit Solarwechselrichtern wurden für beide Speichertechnologien einfache lineare Kostenfunktionen entwickelt. Aufgrund der unterschiedlichen Speicherkapazitäten und -technologien ist die Beurteilung nicht einfach. Es wurde auch die moderne Redox-Flow-Batterie berücksichtigt, bei der man von 1.157 €/kW und 115 €/kWh ausgehen kann. Für einen Batterie- und Solarwechselrichter wurden aus einer Markrecherche 183 €/kW zuzüglich 678,36 € ermittelt. Für den Hersteller wurden zusätzlich zu den eigentlichen Herstellungskosten noch eine Marge von 1.000 € eingerechnet. Für ein System mit einer Leistung von 6 kW ergeben sich nachfolgende Kosten:

  • Lithium-Ionen-Batterie: 2.300,90 €/kWh zuzüglich 9.264,50 €
  • Redox-Batterie: 115 €/kWh zuzüglich 9.718 €
  • Blei-Gel-Batterie: 2.783,70 €/kWh zuzüglich 1.768,20 €

Bei der Blei-Gel-Batterie mit der geringsten Lebensdauer von 8 Jahren kommen zusätzlich nochmals 204,01 €/kWh plus 173,13 € für die Erneuerung hinzu.

Eine aktuelle Marktübersicht zu Solarbatterien finden Sie hier >>>

Die Montagekosten dürfen bei der Wirtschaflichkeitsbetrachtung von Solarbatterien nicht vergessen werden

Unabhängig von der verwendeten Batteriespeicher-Technologie kommen nochmals durchschnittlich 1.000 € an Montagekosten für den Speicher in Betracht. Für eine jährliche Wartung werden 100 € berücksichtigt, 80 € für die Versicherung sowie ein einmaliger Ersatz des Wechselrichters in den 20 Jahren Betriebszeit. Der Gewinn oder finanzielle Ertrag ergibt sich durch Vergleich mit dem zwanzigjährigen Strombezug. Dabei wird die Rendite aus dem Verhältnis des Gewinns zu den jährlichen Kosten berechnet. Mithilfe eines Rechenprogramms, in dem die Parameter angepasst werden können, ist man in der Lage, auch aktuelle Speichersysteme zu berücksichtigen.

wirtschlichkeit-solarbatterieWie sieht nun das Ergebnis der Wirtschaftlichkeitbetrachtung von Solar-Akkus aus?

Es wird von einer Photovoltaikanlage mit einer Leistung von 6 kWp, einer Süd-West-Ausrichtung auf dem Dach mit einer 45-Grad-Neigung in Süddeutschland ausgegangen. Jährlich setzt die PV-Anlage 922 kWh je installiertem kWp um. Angenommen wird, dass die Anlage nicht fremdfinanziert und die Vorsteuer vom Finanzamt erstattet wurde. Dabei ergeben sich je nach Batterietechnologie unterschiedliche Werte. Interessanterweise zeigen Blei-Gel-Akkus trotz geringerer Lebensdauer, einem schlechteren Wirkungsgrad und einem höheren Kapazitätsverlust durch ihre geringen Anschaffungskosten eine höhere Rentabilität als vergleichbare Lithium-Ionen-Akkus. Dabei liegt die Rentabilität jedoch noch unter 1,5%.

Ebenso schreiben sehr kleine Lithium-Batterien schwarze Zahlen. Die neuen Redox-Flow-Systeme erreichen die höchste Wirtschaftlichkeit. Leider gibt es diese auf dem europäischen Markt nur ab 100 kWh, so dass diese Werte nur theoretisch betrachtet werden können. Durch ihre geringen Kosten von 115 €/kWh kann die Rentabilität sogar mit der Speichergröße ansteigen. Dagegen sinkt die Wirtschaftlichkeit von Lithium-Ionen- und Blei-Gel-Akkus wegen ihrer höheren Kosten je kWh mit der Speicherkapazität.

Rendite von Solarbatterien bei steigenden Stromkosten

Steigen die Stromkosten jährlich um 5%, dann erreichen Anlagen mit Blei-Gel-Akkus eine Rendite bis zu 2,21%, was einem Ertrag von 8.235 € gleichkommt. Eine PV-Anlage ohne Speicher würde sogar eine Rendite von 4,94%, also 12.501 € erreichen. Bei abflachender Strompreisentwicklung läge die Rendite bei 4,16%, somit bei 10.526 € Ertrag. Ohne Speicher könnten jedoch nur 48% des Stromverbrauchs selbst erzeugt werden, was 30% auf den selbstproduzierten Strom ausmacht. Bei Verwendung eines 2 kWh-Blei-Gel-Speichers liegen die Werte bei 62% Autarkie und bei einem Selbstverbauch von 45%. Durch eine Erhöhung der Kapazität auf 4 kWh wird eine Autarkie von 75% erreicht und der Selbstverbrauch steigt auf 54%. Dagegen erhält man nur noch einen Gewinn von 5.261 € und eine Rendite von 1,11%. Bei sich stabilisierenden Strompreisen beträgt der Gewinn 2.169 € und die Rendite 0,46%.

Das Nutzerverhalten hat Auswirkung auf die Wirtschaftlichkeit von Solarbatterien

Ein weiteres Kriterium ist das Nutzerverhalten. Es hat entscheidende Auswirkung auf die Wirtschaftlichkeit. Bei einer Simulation des Lastgangs wird der Beginn des Kochens mit anschließendem Gebrauch der Geschirrspülmaschine von werktags 17:30 Uhr auf 13:00 Uhr und 19:00 Uhr abgeändert. Um 13:00 Uhr liegt der Gewinn bei 3.741,62 € mit einer Rendite von 0,79%, um 17:30 Uhr bei 2.168,90 € und 0,46% sowie um 19:00 Uhr nur noch bei 1.379,24 € und 0,29%. In Verbindung mit der Verwendung eines 4 kWh-Blei-Gel-Akkus und abflachender Strompreisentwicklung wird deutlich, dass große Stromverbräuche auch in Zeiten mit hohem Sonnenschein gelegt werden sollten. Durch ein neues Marktanreizprogramm könnte sich die Rendite bei einer Anlage mit 2 kWh-Blei-Gel-Batteriespeicher abhängig von der Strompreisentwicklung auf 2,1% bis 2,8 % steigern.

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Fazit der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung von Solarstromspeichern

Nach wie vor ist das Interesse an Batteriespeichern in Bezug auf die aktuell steigenden Strompreise ungebrochen. Leider wird die Wirtschaftlichkeit einer Solaranlage durch die hohen Anschaffungskosten der Speichersysteme enorm geschmälert. Es besteht auch die Gefahr, bei nicht optimaler Auslegung dieser Anlagen am Ende sogar negative Ergebnisse zu erwirtschaften. Wichtig ist daher, eine individuelle technische und wirtschaftliche Optimierung einer PV-Anlage, insbesondere in Bezug auf die Speichergröße, vorzunehmen. Diese Systeme werden auch in Zukunft immer interessanter, weil mit weiter sinkenden Investitionen für PV-Anlagen und steigenden Strompreisen zu rechnen ist. Ebenfalls sollte beobachtet werden, wie sich infolge innovativer Speichertechnologieentwicklungen die Preise hierfür zukünftig gestalten werden. Es wird sich auch die Frage stellen, ob die modernen Lithium-Ionen-Technologien wirklich die richtige Wahl sind oder ob andere Batterietechnologien nicht doch wirtschaftlicher sein können.

Bildquelle oben: © Rainer Sturm / pixelio – www.pixelio.de
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