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Wie lange hält eine Solar Batterie für Photovoltaikanlagen?

Solar Batterie (Akku): Wie lange halten Stromspeicher für Photovoltaikanlagen ?

Robuste Solarstromspeicher und Solar Batterien mit neuer Technologie

Stromspeicher für Photovoltaikanlagen, auch bekannt als Solar Batterie, sind noch eine relativ junge Technologie, die aber schon weit entwickelt ist. Der Bedarf dafür kam kurzfristig auf, als die Bundesregierung mit der Novelle des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) 2012 die Einspeisevergütung für Solarstrom deutlich absenkte. Dadurch verlor das Einspeisen von Strom für die Betreiber von Photovoltaikanlagen an Attraktivität. Andererseits wurde es nun wirtschaftlich interessant, den eigenen Solarstrom selber zu nutzen, da dieser mittlerweile weniger kostet als Strom aus dem öffentlichen Netz.

Eigenen Solarstrom selber mit einer Solar Batterie nutzen

Ohne Energiespeicher kann ein Haushalt mit durchschnittlichem Stromverbrauch aber nur etwa 30 Prozent des Solarstroms vom eigenen Dach selber nutzen, mit Batteriespeicher können es bis etwa 80 Prozent sein, bei vernetzten Speicherlösungen sogar noch mehr. Deshalb begannen viele Hersteller 2012 damit, Stromspeicher zu entwickeln und auf den Markt zu bringen. Langzeiterfahrungen über 20 Jahre und länger mit Speichersystemen fehlen also noch. Bei rund 30.000 installierten Photovoltaik Speichern in Deutschland, aufgrund von Simulationen und langjähriger Erfahrung mit den Akkus lassen sich aber schon zuverlässige Aussagen zur Haltbarkeit treffen.

Haltbarkeit von Akkus oder eines Solar Batterie Komplettsystems

Kommt die Rede auf die Lebensdauer von PV-Speichern, bzw. von einer Solar Batterie, dreht es sich – bei genauerem Hinsehen – oft um nur eine Komponente, die Batterien selbst. Es ist jedoch wichtig zu unterscheiden, ob die Haltbarkeit des kompletten Systems oder nur die der Batterien betrachtet wird. Denn ein Solar-Batterie-Speichersystem besteht aus mehreren Komponenten. Die wichtigsten technischen Bestandteile sind die Batterien, genauer gesagt, die wieder aufladbaren Akkumulatoren (Akkus), weiterhin der Wechselrichter, der Laderegler und ein Energiemanagementsystem.

Blei- und Lithium-Akku im StromspeicherBlei- und Lithium-Akku im der Solar Batterie.

Zunächst zu den Solar Batterien. (Anmerkung: Bei Photovoltaik-Speichern handelt es sich streng genommen um Akkumulatoren, der Einfachheit halber – und weil es im PV-Markt so üblich ist – ist hier aber meist von Solar Batterien die Rede.) Bei den Speichersystemen für Wohnhäuser, die derzeit in Deutschland angeboten und installiert werden, sind zu fast 100 Prozent Blei- oder Lithium-Ionen-Batterien integriert.
Blei-Batterien werden schon seit über 100 Jahren in Fahrzeugen eingesetzt und gelten deshalb als etablierte Speichertechnologie. Lithium-Batterien sind erst in den 1990er Jahren durch die Unterhaltungs- und Kommunikationsindustrie zur Massenanwendung geworden, zumindest im mobilen Bereich. Sie sind beispielsweise in Digitalkameras, Laptops und Mobiltelefonen installiert, in größerem Format werden sie seit einigen Jahren in Elektrofahrzeuge eingebaut. Ihr Vorteil ist die höhere Energiedichte, außerdem sind sie kleiner und leichter als Bleispeicher. Da die Massenfertigung für stationäre Solarstromspeicher noch aussteht, liegen Lithium Akkus für PV Energiespeicher preislich noch über Bleispeichern.

Zyklenzahl als Kriterium für Lebensdauer

Der für die Lebensdauer entscheidende Unterschied zwischen Blei- und Lithiumbatterien ist die Zyklenzahl. Von einem Zyklus wird gesprochen, wenn die Batterie einmal komplett be- und entladen wurde. Die Zyklenzahl gibt an, wie oft ein Akku vollständig be- und entladen werden kann, bevor seine Kapazität unter eine für die Anwendung nicht mehr taugliche Grenze fällt. Bei Photovoltaik Stromspeichern liegt diese Grenze bei 80 Prozent der Nennkapazität. Augen auf: Manche Hersteller legen als Untergrenze 70 Prozent zugrunde, wodurch sie eine höhere Zyklenzahl angeben können.

Die Zyklenzahl hängt davon ab, wie stark die Solar Batterie aufgeladen und wieder entladen wurde.

Dieser Wert wird als Entladetiefe oder auch Entladegrad bezeichnet. Im Photovoltaik-Markt hat sich jedoch der englische Begriff „Depth of discharge“ (kurz DOD) durchgesetzt. Je höher die Entladetiefe ist, umso besser kann die Speicherkapazität genutzt werden. Bei Lithium-Ionen-Speichern liegt der maximale Entladegrad bei 70 bis 100 Prozent, bei Bleispeichern sind es zwischen 50 und 60 Prozent.
Wenn Hersteller eine Zyklenzahl angeben, wird üblicherweise ein DOD von 80 Prozent zugrunde gelegt. Das heißt, die Speicherkapazität wird in jedem Zyklus zu 80 Prozent ausgenutzt. So soll Verbrauchern das Vergleichen der Herstellerangaben erleichtert werden.

Lithium-Ionen-Batterien halten länger

Ein durchschnittlicher Haushalt benötigt im Jahr etwa 250 Zyklen. Die marktgängigen Lithium-Ionen-Speicher haben zwischen 4.000 und 7.000 Ladezyklen. Bei 7.000 Ladezyklen könnte der Haushalt die Batterie also theoretisch 28 Jahre nutzen, bevor sie erneuert werden müsste. Bei Blei-Speichern liegen die Ladezyklen oft nur zwischen 1.200 und 1.500 Zyklen, da beim Be- und Entladen ein Elektrolyt aufgebraucht wird. Akkus verlieren aber auch dann an Leistung, wenn sie nicht betrieben werden. Dies muss bei der Lebensdauer ebenfalls berücksichtigt werden.

Eine Solar Batterie aus Blei hält ca. 10 Jahre

Speicherexperten gehen davon aus, dass Blei-Batterien im Schnitt eine Lebensdauer von zehn Jahren haben. Diese kann sich noch reduzieren, wenn der Stromspeicher in einer warmen Umgebung steht. Auf Wärme reagieren Blei-Batterien empfindlich, bei hoher Umgebungstemperatur sinkt die Zyklenzahl.

Eine Solar Batterie mit Lithium-Ionen-Technologie hält eher 20 Jahre

Die Lebensdauer von Lithium-Ionen-Speichern wird derzeit mit 20 Jahren beziffert. Da Langzeiterfahrungen noch fehlen, muss die Praxis diese Zahl noch bestätigen. Von Vorteil ist es, ein Batteriespeichersystem zu wählen, bei dem Batterien namhafter Qualitätshersteller integriert sind. Außerdem hat ein ausgeklügeltes Energiemanagementsystem einen positiven Effekt, da es die Lithium-Ionen-Akkus durch ein schonendes Lademanagement vor zu großer Beanspruchung schützen kann.

Solar Batterie: Unterschiedliche Lebensdauer

Unterschiedliche Lebensdauer der Komponenten

Zu der Haltbarkeit von Batterien kann somit relativ einfach eine Angabe gemacht werden. Aussagen zu einem kompletten Speichersystem sind schwieriger, was zum einen daran liegt, dass viele Anbieter kein Komplettsystem anbieten, sondern dass es aus Komponenten verschiedener Hersteller zusammengestellt wird. Doch selbst wenn es ein komplettes System ist, bei dem alle Bauteile in ein Gehäuse eingebaut sind, haben die einzelnen Komponenten immer noch eine unterschiedliche Lebensdauer. So liegen zwischen der voraussichtlichen Lebensdauer eines Photovoltaik-Wechselrichters und der von Lithium-Ionen-Batterien etliche Jahre. Deshalb ist es heutzutage üblich, dass Speicheranbieter unterschiedliche Garantiezeiten auf die Batterie und auf das Gesamtsystem gewähren.

Muss ein Stromspeicher gewartet werden?

Auch bei der Frage nach der Wartung muss zwischen den Akkus und dem gesamten Speichersystem unterschieden werden. Bei Blei-Säure-Batterien können eine jährliche Wartung und das Nachfüllen der Batterien mit Wasser erforderlich sein. Hier muss außerdem überprüft werden, ob der Batterieraum die Anforderungen erfüllt. Eine gute Entlüftung ist notwendig. Lithium-Ionen-Batterien hingegen gelten als wartungsfrei.

Eine Solar Batterie muss überwacht werden

Da Batteriespeichersysteme elektrische Installationen sind, sollten sie – wie alle anderen Elektroinstallationen – regelmäßig von einer Fachkraft überprüft werden. Dies gilt auch für die komplette Photovoltaikanlage inklusive des Solar-Wechselrichters. Der Installateur sollte die Funktionstüchtigkeit und das fehlerfreie Funktionieren des gesamten Systems sicherstellen. Einen Hinweis auf mögliche Störungen im Betrieb kann aber auch schon das Energiemanagementsystem geben. Anbieter wie Caterva kontrollieren den reibungslosen Betrieb aus der Ferne über das Energiemanagementsystem und kommen zu regelmäßigen Wartungen kostenfrei ins Haus.

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