Stromspeicher: Welche Rolle spielen sie jetzt und in Zukunft?
Stromspeicher bewahren die Energie der Sonne, wenn sie gerade nicht gebraucht wird. Neben Kostenersparnis sind Solarspeicher wichtig für eine nachhaltige Zukunft. (Foto: David Boca via Unsplash)
Der Solarenergie gehört die Zukunft – gilt das auch für Stromspeicher? Wer sich eine Photovoltaikanlage anschafft, zieht meist auch einen passenden Batteriespeicher in Betracht, um die Energie bestmöglich zu nutzen. Für wen lohnt sich das wirklich und welche Stromspeicher gibt es?
Stromspeicher: Das Wichtigste kurz gefasst
- Solaranlagen produzieren den meisten Strom, wenn er nicht unmittelbar benötigt wird: tagsüber.
- Im Durchschnitt erreichen Haushalte einen PV-Eigenverbrauch von maximal 40 Prozent.
- Stromspeicher maximieren diesen Wert. Sie ermöglichen es, nicht genutzten Strom vorzuhalten und bei Bedarf einzusetzen.
- Ein erhöhter Eigenverbrauch spart Aufwendungen für den Zukauf und entlastet das Netz.
- Es gibt verschiedene Batteriespeicher-Arten auf dem Markt. Sie unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Kapazität und der verwendeten Technologien.
- Stromspeicher ja oder nein? Ob ein Stromspeicher sinnvoll ist oder nicht, bestimmen Faktoren wie Eigenverbrauch, Energiekosten beim Zukauf und Anschaffungspreis.
- Eine Förderung für Stromspeicher ermöglicht der KfW-Kredit 270.
Welche Vorteile bieten Stromspeicher?
Solarstrom aus Photovoltaikanlagen gehört zu den wichtigsten Säulen der Energiewende. Er zählt zugleich zu den nachhaltigsten erneuerbaren Energien. Mit einer Solaranlage kann jede:r zu Hause selbst Ökostrom produzieren.
Die Vorteile von Batteriespeichern im Überblick:
| Maximierung des Eigenverbrauchs | Stromspeicher halten Energie für Zeiten vor, in denen PV-Anlagen keinen Strom produzieren. |
| Reduktion des CO₂-Ausstoßes | Durch die Erhöhung des Eigenverbrauchs sinkt der Bedarf an fossilen Energiequellen. |
| Hoher Wirkungsgrad | Moderne, innovative Stromspeicher mit Lithium-Ionen-Akkus weisen Wirkungsgrade von bis zu 95 Prozent auf. |
| Finanzielle Entlastung | Die Stromkosten können durch Stromspeicher deutlich sinken. |
| Entlastung des Stromnetzes | Der Einsatz gespeicherter PV-Energie kann in Zeiten hohen Strombedarfs Lastspitzen reduzieren. |
Ein Nachteil der PV-Technik: Solaranlagen produzieren den meisten Strom bei geringstem Bedarf: in den Mittagsstunden. Auch im Sommer laufen die Anlagen auf Hochtouren. Die Folge: Je nach Anlagengröße erreichen Haushalte einen Eigenverbrauch von 20 bis 40 Prozent, wie eine Auswertung des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) zeigt.
Den Rest kann man in das öffentliche Stromnetz einspeisen – eine Option, von der viele Besitzer:innen von Solaranlagen Gebrauch machen: 2023 wurden dem Fraunhofer ISE zufolge in Deutschland 53,5 Terawattstunden aus Solaranlagen ins deutsche Stromnetz eingespeist, während 6,4 Terawattstunden für den Eigenverbrauch verbucht wurden (Quelle: Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE).
Den Preis für selbst produzierten Strom bestimmt die Einspeisevergütung. Diese ist allerdings in den vergangenen Jahren kontinuierlich gesunken: Im Jahr 2004 wurden pro Kilowattstunde (kWh) noch 57,4 Cent ausgezahlt. Für Anlagen mit maximal 40 Kilowattpeak (kWp), die nach dem 1. August 2024 in Betrieb genommen wurden, zahlt die Bundesnetzagentur bei Teileinspeisung hingegen nur noch 6,95 Cent pro Kilowattstunde. Installationen mit mehr als 40 kWp Leistung bringen pro Kilowattstunde 5,68 Cent (Quelle: Bundesnetzagentur).
Wie hoch ist die Einspeisevergütung 2024? Der große Ratgeber mit Zahlen und Antworten
Mit einem Batteriespeicher lässt sich der Eigenverbrauch der Solarenergie in der Regel verdoppeln.
Wie funktionieren Stromspeicher?
Stromspeicher erlauben es, den nicht unmittelbar genutzten Strom zu speichern und ihn bei Bedarf abzurufen. Sie funktionieren wie die meisten handelsüblichen Akkus.
Solaranlage und Stromspeicher im Tagesverlauf
Bedarfsspitze am Morgen mit Solarstrom
Mit den ersten Sonnenstrahlen beginnt die Photovoltaikanlage mit der Stromerzeugung. Dieser Strom fließt unmittelbar in den Eigenverbrauch: Licht, Kaffeemaschine und Heizung werden jetzt schon solarbetrieben – alles, was bei solchen sogenannten Bedarfsspitzen die Produktion überschreitet, muss aus dem Stromnetz des Energieversorgers bezogen werden.
Ungenutzte Leistungsspitze der Solaranlage am Mittag
Zur Mittagszeit erreicht die Solaranlage in der Regel ihre Leistungsspitze – also dann, wenn die meisten Bewohner:innen abwesend sind. Hier kommen Energiemanagement-Systeme (Solar Assistants) ins Spiel und leiten den nicht gebrauchten Strom in den Solarspeicher, dessen Batterie sich auflädt, bis sie voll ist. Erst dann wird der weitere Strom gegen Vergütung ins öffentliche Netz eingespeist. Verloren geht nichts.
Diese Grafik verdeutlicht, wie wenig Energie ohne Batteriespeicher tatsächlich genutzt wird. (Abb.: Autarq)
Stromverbrauch aus Solaranlage am Abend
Nachmittags oder abends füllt sich das Haus wieder mit Leben – und der Stromverbrauch steigt. Jetzt wird zunächst die weiterhin produzierte Energie verbraucht. Überschreitet der Bedarf die Produktion, wird Strom vom Energieversorger bezogen – oder aus dem eigenen Solarspeicher, der sich mittags vollgeladen hat.
Die Grafik zeigt den Zusammenhang von Stromverbrauch, PV-Stromerzeugung und Eigenverbrauchsanteil mit PV-Speicher. (Abb.: Autarq)
Kostenloser Strom aus dem Batteriespeicher bis in die Nacht
Wenn die Sonne untergeht und keine Solarenergie mehr erzeugt, kommt der geladene Stromspeicher zum Einsatz. Erst wenn der Speicher durch die abendliche Bedarfsspitze leer ist, muss wieder Strom vom Anbieter bezogen werden.
Wenn die Sonne nicht mehr scheint, geht der Stromverbrauch in der Regel erst richtig los – wer dann nicht für den Strom vom Netzbetreiber zahlen will, braucht einen Stromspeicher. (Foto: dcbel via Unsplash)
Welchen Beitrag leisten Stromspeicher zum Umweltschutz?
Die Internationale Energieagentur (IEA) rechnet in ihrem Nachhaltigkeitsszenario vor, dass 2040 bei Stromspeichern weltweit eine Energiespeicherkapazität von rund 10.000 Gigawattstunden zustande kommen müsste, um die Klimaziele zu erreichen. Dazu tragen auch nachhaltige Batteriespeicher in Privatgebäuden bei.
Bleibt die Frage: Gibt es überhaupt umweltfreundliche Batteriespeicher, wo doch die Produktion der Stromspeicher Emissionen erzeugt und Ressourcen verschlingt? Fest steht: CO₂ fällt lediglich in der Herstellung an, im Betrieb helfen Stromspeicher dagegen dabei, Emissionen einzusparen.
Das Fraunhofer ISE sieht noch weiteres Potenzial, um Stromspeicher in Zukunft noch umweltfreundlicher zu machen: netzdienliches Lastmanagement. Dieses zielt auf eine zeitliche Verschiebung des Stromverbrauchs ab:
- Die Ladeleistung wird an die jeweilige Kapazität des Stromnetzes angeglichen.
- Bei hoher Residuallast verringert die Technologie den Verbrauch oder stellt ihn ein. Gut zu wissen: Residuallast ist jener Anteil am Stromverbrauch, der nicht durch die Energieträger Sonne und Wind erzeugt wird.
- Verringert sich die Residuallast, wird der Verbrauch nachgeholt.
So lässt sich mit der Kombination aus netzdienlichem Lastenmanagement und Stromspeicher der Bedarf an fossilen Energiequellen und CO₂-Emissionen senken. Für die Vorantreibung der Energiewende sind Stromspeicher auch aus diesen Gründen ein aussichtsreiches Mittel.
Das Fraunhofer-Institut sieht nicht nur bei Industrie-Stromspeichern großes Potenzial für ein solches Lastmanagement, sondern auch bei Privathaushalten bis 14 Gigawatt Verbrauch. Grundvoraussetzung hierfür sind aber Stromspeicher.
Neben Lastmanagementsystemen stehen auch effektivere neue Stromspeichertechnologien, die ohne seltene Ressourcen auskommen, in den Startlöchern. So sind bereits umweltfreundlichere Stromspeicher-Arten auf dem Markt wie die Salzwasserbatterie (Natrium-Ionen-Batterie). Sie enthält keine potenziell giftigen und seltene Materialien. Allerdings ist ihr Wirkungsgrad nicht sehr hoch.
Hohes Potenzial verspricht auch die Natrium-Ionen-Batterie. Sie bietet als Stromspeicher Alternative zu Lithium-Batterien einen ähnlich hohen Wirkungsgrad wie die „Klassiker“, verzichtet dabei jedoch auf kritische Rohstoffe.
Die Energiewende ist ohne Stromspeicher schlicht nicht möglich – sei es in großem Stil oder auf kleiner Ebene mit Heimspeichern (Foto: Biel Morro via Unsplash)
Wie viele Stromspeicher gibt es in Deutschland?
Vorteile bieten Stromspeicher also nicht nur unmittelbar, sondern auch mit Ausblick auf die Zukunft. Da ist es vielversprechend, dass die Zahl der privaten Stromspeicher in Deutschland stetig steigt. Wurden 2013 noch läppische 5.000 Solarstromspeicher gezählt, waren es Ende 2023 bereits 1,1 Millionen (Quelle: Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE).
Welche Arten von Photovoltaik-Stromspeichern gibt es?
Es gibt verschiedene Stromspeicher-Arten:
Lithium-Ionen-Batterien
Die mit Abstand häufigsten Stromspeicher für Solarenergie sind Lithium-Ionen-Batterien. Neben einem hohen Wirkungsgrad, einer hohen Energiedichte und einer verhältnismäßig hohen Lebensdauer zeichnen sie sich durch schadlosen Dauerbetrieb (geringe Selbstentladung) aus. Demgegenüber stehen vergleichsweise höhere Kosten sowie Empfindlichkeit gegen Hitze und Kälte.
Lithium-Eisenphosphat-Batterie
Eine Unterart der Lithium-Ionen-Batterien ist die Lithium-Eisenphosphat(LFP)-Batterie, bei der eine der beiden Batterie-Elektroden aus LFP besteht. Diese Art von Energiespeicher ist thermisch stabiler (als herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien), hat eine lange Lebensdauer und ist wartungsfrei. Nachteilig sind die tendenziell höheren Anschaffungskosten und die geringere Energiedichte.
Natrium-Ionen-Batterie
Die Natrium-Ionen-Batterie ist auch als Salzwasserbatterie bekannt. Sie gilt zwar als besonders umweltfreundlich und ist leicht recyclebar, nimmt aber wegen der geringeren Energiedichte deutlich mehr Platz ein, verzeichnet höhere Energieverluste und ist weniger langlebig als die Lithium-Alternative. Zudem ist sie derzeit noch teurer und weniger verbreitet.
Redox-Flow-Batterie
Ebenfalls kaum verbreitet ist die Redox-Flow-Batterie, bei der die energiespeichernden Elektrolyte von Pumpen gewälzt werden. Obwohl sie verschiedene Vorteile bietet (leistungs- und kapazitätsunabhängige Skalierbarkeit, lange Lebensdauer, schnelle Reaktionszeit, geringes Brandrisiko), ist sie aufgrund ihrer niedrigen Energiedichte/Effizienz, ihres komplexen, wartungsintensivem Systems und der hohen Kosten weniger attraktiv.
Bleisäure-Batterie
Die Bleisäure-Batterie war zwar zu Beginn der Solarrevolution noch ein Thema, ist heute aber praktisch vom Markt verschwunden. Zu ihren Vorteilen zählt zwar ein vergleichsweise geringer Preis, die geringe Energiedichte sowie der geringe Wirkungsgrad machen sie jedoch unattraktiv.
Organische Stromspeicher
Neue Stromspeichertechnik setzt auf organische Rohstoffe anstatt auf rare Ressourcen. Sogenannte „Organic-SolidFlow“-Stromspeicher speichern elektrische Energie in Elektrolyten – und die sind praktisch unbegrenzt verfügbar. Mercedes-Benz bestellte im Frühjahr 2024 die erste nachhaltige SolidFlow-Batterie und geht damit einen Schritt, um den potenziellen Stromspeicher der Zukunft zu etablieren. Plus: umweltfreundliche Materialien, Unabhängigkeit von seltenen Rohstoffen, lange Lebensdauer, Skalierbarkeit. Minus: unausgereifte Technologie (Langzeitstabilität), geringe Energiedichte und Effizienz.
Cloud-Stromspeicher
Cloud-Stromspeicher sind virtuelle Systeme, die überschüssigen Solarstrom in einem Netzwerk speichern. Eine zuvor vereinbarte Strommenge lässt sich dann bei Bedarf abrufen. Die Vorteile: Lokale Hardware und Standplatz werden nicht benötigt, keine Anschaffungskosten, weniger Netzstromkosten. Demgegenüber stehen unter anderem die Abhängigkeit von Anbieter:innen/Netzbetreiber:innen, Kosten für Cloud-Services und die begrenzte Nutzbarkeit bei Netzausfällen
Wie lange hält ein Stromspeicher?
Wie alle Batterien haben auch Solarspeicher ein Ablaufdatum. Während Solarmodule auch nach 30 Jahren noch leistungsstark Strom produzieren können, haben dazugehörige Stromspeicher in der Regel eine Lebensdauer von 10 bis 15 Jahren. In den Batteriezellen finden chemische Prozesse statt, die ihre Materialien altern lassen, was die Speicherkapazität früher oder später reduziert. Dieser Vorgang beschleunigt sich mit der Zeit, bis die Batterie schließlich unbrauchbar wird.
Diese Prozesse lassen sich nicht verhindern – egal, ob und wie die Batterie genutzt wird. Allerdings gibt es Faktoren, die das Altern eines Stromspeichers beschleunigen. Einer davon ist die Umgebungstemperatur: Batterien mögen keine extrem niedrigen oder hohen Temperaturen (über 25 Grad). Der beste Standort für Batterien ist ein trockener Kellerraum mit möglichst konstanten Bedingungen.
Auch die Ladung des Batteriespeichers kann optimiert werden. Ideal ist eine vollständige Aufladung bis zum Nachmittag, um abends mit der Entladung zu beginnen. Generell sollte der Stromspeicher regelmäßig entladen werden.
Welche Größe sollte ein Stromspeicher haben?
Die optimale Größe eines Stromspeichers hängt von verschiedenen Faktoren ab:
- Größe der PV-Anlage
- Individueller Jahresstromverbrauch
- Täglicher Stromverbrauch (insbesondere der Bedarf in den Abend- und Nachtstunden)
Um die Hälfte des eigenen Strombedarfs decken zu können, gilt folgende Faustregel als Orientierung:
- Pro 1.000 Kilowattstunden Stromverbrauch sollte das Solarmodul 1 Kilowatt Leistung bringen.
- Pro Kilowatt Leistung der Anlage sollte der Solarspeicher 0,7 Kilowattstunden Kapazität aufweisen.
Je nachdem, ob du dir mehr oder weniger Eigennutzung wünschst, fällt der Stromspeicher entsprechend größer oder kleiner aus. Die durchschnittliche Größe eines Solarspeichers beträgt dem Bundesverband Solarwirtschaft zufolge 7 Kilowattstunden.
Rund die Hälfte aller Stromspeicher wird direkt mit der Photovoltaikanlage angeschafft. Im Durchschnitt haben Deutschlands Batteriespeicher eine Kapazität von 7 kWh. (Foto: Ricardo Gomez Angel, Unsplash)
Stromspeicher: Vorschriften im Überblick
PV-Stromspeicher sind vielen Expert:innen zufolge die Lösungen für die Energiespeicherung der Zukunft. Doch was ist zu beachten, wenn sie die PV-Anlage ergänzen sollen?
- Generell ist der Stromspeicher wie die gesamte Anlage bei der Bundesnetzagentur anzumelden.
- Der Aufstellort sollte kühl und trocken sein. Hohe und zu niedrige Raumtemperaturen, vor allem Frost, sind zu vermeiden. Zu hohe Temperaturen können die Lebensdauer des Stromspeichers beeinträchtigen, zu niedrige die Lade- und Entladeleistung mindern.
- Der Stromspeicher sollte leicht zugänglich sein, um Wartungen und etwaige Reparaturen zu ermöglichen.
Wann lohnt sich ein Stromspeicher?
Der größte Nachteil und die größte Hürde bei der Anschaffung eines Stromspeichers ist der Preis. Tipp: Unser Artikel “Ist ein Photovoltaik-Speicher sinnvoll” gibt Hilfe zur Kaufentscheidung. Hier ein Blick auf die Kosten.
Was kostet ein Stromspeicher?
Ob sich ein Solarspeicher lohnt, hängt von vielen Faktoren ab:
- Anschaffungskosten
- Geplanter Eigenverbrauch
- Kosten für den Strom vom Energieanbieter
- Lebensdauer der Batterie
Eine Faustregel besagt, dass ein Lithium-Ionen-Stromspeicher bei einer erwarteten Lebensdauer von 15 Jahren zwischen rund 750 und 1.200 Euro pro Kilowattstunde Speicherkapazität kostet. Ein Lithium-Ionen-Stromspeicher mit 6 kWh Leistung ist im Durchschnitt für etwa 6.000 Euro zu haben.
Gut zu wissen: Die Preisentwicklung von Stromspeichern ist im Allgemeinen rückläufig. Im Jahr 2024 liegen sie rund 50 Prozent unter denen des Vorjahres.
Welche Förderung für Stromspeicher gibt es?
Stromspeicher mithilfe von Fördergeldern mitfinanzieren zu lassen, war bundeslandabhängig lange Zeit möglich. In manchen Regionen winkt unter bestimmten Umständen nach wie vor eine Förderung: Stromspeicher gehören in einigen Gebieten zur PV-Förderung oder werden als Einzelmaßnahme bezuschusst.
So stellt das Bundesland Berlin für die Anschaffung und Inbetriebnahme von Solar-Stromspeichern Förderungen von bis zu 30.000 Euro zur Verfügung. Einzelne Städte bezuschussen die Anschaffung von Solarspeicheranlagen ebenfalls, darunter München, Freiburg und Münster.
Die Stromspeicher-Förderung in NRW gilt aktuell nur für kommunale Bauprojekte und nur bei gleichzeitiger Installation einer PV-Anlage. Auf eine Stromspeicher-Förderung in Bayern braucht man derzeit nicht zu hoffen: Der Freistaat hat das entsprechende Programm bereits 2022 gestoppt, eine Neuauflage ist nicht geplant.
Darüber hinaus kann man die sogenannte KfW-Förderung in Anspruch nehmen. Die staatliche Bankengruppe bietet Förderkredite an, die es seit der Einführung der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) im Juli 2021 auch für Speicher wieder gibt. Diese KfW-Stromspeicher-Förderung durch vergünstigte Kredite geschieht zwar nur indirekt, je nach Anlage und Nutzung lassen sich damit jedoch bis zu 45 Prozent der Investitionskosten einsparen.
Diese Möglichkeiten gibt es bei der KfW-Stromspeicher-Förderung 2024:
Altbau
Wird die Immobilie zum Effizienzhaus saniert, ist eine anteilige Förderung für eine stromerzeugende Anlage samt Stromspeicher möglich. Dies geschieht durch einen Kredit von bis zu 150.000 Euro inklusive Tilgungszuschuss von bis zu 45 Prozent der Kreditsumme (= indirekte Fördersumme von bis zu 67.500 Euro).
Neubau
Auch im Neubau ist für die Installation einer Photovoltaikanlage ein Kredit von bis zu 150.000 Euro möglich, der auch die Speicheranlage mit einschließt. Hier ist ein Tilgungszuschuss von bis zu 20 Prozent, also maximal 30.000 Euro, inklusive.
Tipp: Aktuelle Solarförderungen für alle Bundesländer
Photovoltaik ist eine lohnende Investition in die eigenen Finanzen (Kostenersparnis, Wertsteigerung der Immobilie) und in eine nachhaltige Zukunft – Stromspeicher können eine wertvolle Ergänzung dazu sein.
