Die Energiewende ist in den Köpfen der Deutschen angekommen. Laut einer Erhebung des Fraunhofer ISE waren Ende 2015 deutschlandweit Photovoltaik-Module mit einer Nennleistung von rund 40 Gigawatt installiert, verteilt auf circa 1,5 Millionen Anlagen. Diese befinden sich zum großen Teil auf Dächern von Eigenheimbesitzern wie Detlef Krischek. Der Hauseigentümer aus Schwerte installierte im vergangenen Jahr eine Photovoltaik-Anlage mit angeschlossenem Energiespeichersystem. Dadurch hat er eine Optimierung des monatlichen Eigenverbrauchs um bis zu 70 Prozent erreicht sowie eine Reduzierung der laufenden Energiekosten.
Ein Blick auf die Ausgangssituation
Erneuerbare Energien spielen für Detlef Krischek bereits seit einigen Jahren eine wichtige Rolle. 1998 hatte sich die Familie für eine Solar-Warmwasseranlage entschieden. „Wir haben gute Erfahrungen mit Sonnenenergie gemacht und uns stetig auf dem Laufenden gehalten, welche neuen Möglichkeiten sich hier für uns bieten“, erzählt er. Im Rahmen einer Dachsanierung seines in den 1960er Jahren errichteten Haus, entschied sich Krischek daher, eine neue Photovoltaik-Anlage mit Heimspeichersystem zu installieren. Ziel war zum einen eine verbesserte Nutzung des erzeugten Stroms für den Eigenbedarf. Zum anderen strebte die Familie Kostenreduzierungen bezogen auf den jährlichen Energiebedarf von rund 5.500 Kilowattstunden an, der bisher vollständig aus dem Netz des lokalen Energieversorgers bezogen wurde.
Bei der Wahl des Partners für das Projekt fiel die Entscheidung auf den vor Ort ansässigen Installateur Jörg Tappeser. Der Unternehmer hatte sich vor acht Jahren auf das PV-Geschäft spezialisiert und eines der ersten dreiphasigen Speichersysteme in Deutschland implementiert. Aufbauend auf einer umfassenden, wirtschaftlichen Kosten-Nutzen-Analyse, in deren Rahmen auch der jährliche Energieverbrauch für verschiedene Verbraucher eruiert wurde, entwickelte Tappeser ein maßgeschneidertes Konzept für seinen Kunden: Dieses sah eine Photovoltaik-Anlage mit einer Leistungskapazität von fünf Kilowatt Peak vor. Um den Anforderungen an eine weitgehend autarke Energieversorgung gerecht zu werden und den gewonnenen Strom für den Eigenbedarf zu nutzen, empfahl Tappeser zudem, ein Energiespeichersystem von LG Chem (RESU6.4EX) anzuschließen: Ausgelegt für eine Kapazität von 6,4 Kilowattstunden, unterstütze der Speicher eine elektrische Ladung von 126 Amperestunden – und sei somit optimal auf den Speicherbedarf eines Einfamilienhauses ausgelegt.“
Innerhalb eines Tages installiert und in Betrieb genommen
Die Installation einer PV-Anlage mit angeschlossenem Speicher müsse sich schnell umsetzen lassen und dürfe keine unnötigen Komplikationen verursachen, erläutert Jörg Tappeser. Um dies zu gewährleisten, übernahm der Installateur im Rahmen des Projekts die Koordination aller beteiligten Gewerke wie Dachbau und Elektroinstallation. Besondere Aufmerksamkeit galt der Notstrom-Absicherung, die im Konzept vorgesehen war. Da laut VDE (Verband der Elektrotechnik) bei Ausfall der regulären Stromversorgung alle Erzeugungsanlagen vom Netz abgekoppelt werden müssen, entwickelte Tappeser ein flexibles Lösungskonzept rund um die Photovoltaik-Anlage sowie das Energiespeichersystem: Fällt die Stromversorgung über den Netzbetreiber aus, koppeln sich die Systeme automatisch ab. Die lokalen Stromverbraucher werden dann direkt aus der PV-Anlage oder über den Speicher versorgt.
Um den Aufwand und die Einschränkungen für die Bewohner des Hauses möglichst gering zu halten, erfolgte die Installation des Lösungskonzeptes innerhalb eines Tages. Die Montage der PV-Module der Firma LG Solar realisierte Jörg Tappeser nach der Instandsetzung des Daches in wenigen Stunden und in bester Sonnenlage. Der Speicher wurde platzsparend im Keller verbaut. Durch seine kompakten Maße (40 x 66 x 16 Zentimeter) ließ sich das System ohne bauliche Maßnahmen integrieren. Um die Inbetriebnahme noch am gleichen Tag zu gewährleisten, wurden der Speicher sowie der Wechselrichter der Firma Nedap direkt an das Stromnetz angeschlossen. Über Tag wird die über die PV-Anlage gewonnene Energie zunächst aktiven Verbrauchern im Haushalt zugeführt. Überschüssige Energie geht anschließend in das Energiespeichersystem und wird dort für 24 Stunden gespeichert. So ist der über Tag erzeugte Strom auch in den Abend- und Nachtstunden verfügbar. Dafür wird der generierte Gleichstrom (DC) zunächst in Wechselstrom (AC) umgewandelt. Anschließend kann er wie gewohnt aus der Steckdose bezogen werden. Ist die Batterie vollständig geladen und wird kein weiterer Strom im Haushalt benötigt, speist das System die Restenergie ins lokale Versorgungsnetz ein.
Schnelle Amortisierungsrate dank effizienter Technik
Bei optimaler Auslastung der PV-Anlage im Sommer verteilt sich die erzeugte Energie zu jeweils einem Drittel auf die drei Verbrauchswege Eigenbedarf, Speicher und Stromnetz. Durch den Anschluss des Wechselrichters ans Internet kann der Hausbesitzer seinen Stromverbrauch per Computer oder Tablet das ganze Jahr lang mitverfolgen. Der Anwender erhält dadurch maximale Transparenz über seinen Bedarf. „Ich schaue alle paar Tage wie sich unser Stromverbrauch entwickelt“, ergänzt Krischek. „Wir haben einen viel besseren Überblick gewonnen, welches die größten ‚Stromfresser’ in unserem Haushalt sind und haben unser Nutzungsverhalten entsprechend angepasst.“ Die Amortisierung der gesamten KfW-geförderten Installation beläuft sich aktuell auf 16 Jahre und beinhaltet den Erwerb der PV- und Speichersysteme sowie deren Installation – inklusive Erneuerung des Speichers nach zehn Jahren und Austausch der PV-Module nach zwanzig Jahren sowie Versicherung und Zinsen für den aufgenommenen Kredit.
Autor: Santiago Senn, Director Energy Storage Systems, LG Chem Europe GmbH
