Auch die Anbieter haben immer mehr Probleme, aus der Masse der Angebote herauszuragen. Der Markt ist noch klein und die Nachfrage hält sich in Grenzen. Die Anbieter müssen sich einiges einfallen lassen, um ihren Speicher gegen die Konkurrenz zu behaupten. Das ist für die Kunden wiederum ein Vorteil. Denn Konkurrenz belebt nicht nur das Geschäft, sondern auch die Innovation.
Die Weiterentwicklung der Batterietechnologien überlassen die Anbieter zum großen Teil ihren Zelllieferanten. Sie konzentrieren sich derzeit auf ein viel wichtigeres Thema: Die Integration von Speichern in das Gebäude. Die Batterien sollen nicht nur den Solarstrom speichern, sondern auch zum richtigen Zeitpunkt in der richtigen Menge und mit der richtigen Leistung abgeben – und dabei noch möglichst preiswert sein. Da sind cleveres Speichermanagement und Komplettlösungen gefragt.
Komplettset mit Inselbackup
Eine solche hat jetzt IBC Solar aus Bad Staffelstein auf den Markt gebracht. Die Bayern liefern ihre SolStorage-Komplettsets mit vier verschiedenen Batterievarianten aus. Der Kunde kann wählen zwischen Blei-Gel-Akkus mit einer Kapazität von acht oder 16 Kilowattstunden oder einer Lithium-Ionen-Variante mit fünf Kilowattstunden. Die höhere Kapazität der Blei-Batterien resultiert daraus, dass die Technologie eine geringere Entladungstiefe erlaubt als die Lithium-Ionen-Akkus. Zusätzlich bietet IBC Solar noch ein Rack an, in dem der Installateur beliebig viele Blei-Gel-Akkus einsetzen kann. Alle Speichersysteme sind sowohl einphasig als auch dreiphasig verfügbar. Mit dabei sind der Batteriewechselrichter, alle benötigten Zusatzkomponenten sowie ein Energiemanagementsystem zur gezielten Steuerung von Verbrauchern. „So kann der Anlagenbetreiber den Solarstrom in Haushalt und Gewerbe optimal nutzen und den Eigenverbrauch erhöhen“, betont IBC Solar. „Vom Systemgedanken profitieren Installateur und Endkunde gleichermaßen. Der Solarteur erhält ein montagefertiges Komplettset mit perfekt aufeinander abgestimmten Komponenten, das sofort einsetzbar ist. Von der besonders schnellen und kostengünstigen Installation profitiert auch der Endkunde.“
Das reicht aber inzwischen nicht mehr aus, um den Kunden zu überzeugen. Auch die Tatsache, dass damit der Installateur in der Lage ist, den Speicher auf die Bedürfnisse des Kunden hin auszulegen, ist längst kein Alleinstellungsmerkmal mehr. IBC Solar bietet deshalb seine Bleispeicher mit einer Backup-Box an. Die sorgt dafür, dass die gesamte Anlage im Falle eines Stromausfalls automatisch in den Inselbetrieb geht. Innerhalb von fünf Sekunden schaltet sie auf Ersatzstrom um, sodass die Verbraucher im Gebäude mit Strom versorgt sind.
Noch weiter gehen die Tüftler von Automatic Storage Device (ASD). Die Freiburger hatten schon im vergangenen Jahr die Nase vorn, als es darum ging, die Speicherung von Solarstrom so intelligent und effizient wie möglich zu gestalten. Sie hatten ein System entwickelt, das den Speicher schon bei den kleinsten Mengen Solarstrom anspricht, die vom Dach kommen. Der Speicher springt bereits bei einem Watt Stromproduktion der Photovoltaikanlage an. Jetzt hat ASD einen sogenannten Hybridspeicher entwickelt – und vereint damit die Vorteile von Insel- und Netzparallelspeichern.
So viel Batteriestrom wie möglich
„Die bestehenden Speicher am Markt haben jeder für sich Vor- und Nachteile“, erklärt ASD-Geschäftsführer Wolfram Walter. „Es ist uns gelungen, die Vorteile in einem Speicher zu kombinieren und die Nachteile auszuschalten.“ Die Speicher haben alle etwas gemeinsam: Sie nutzen zuerst den Strom vom Dach im Gebäude. Sind keine Lasten mehr zu bedienen, wird der Solarstrom gespeichert. Der Rest wird ins Netz eingespeist. Steht kein Solarstrom zur Verfügung, wird zunächst der Strom aus dem Speicher im Haus genutzt. Ist dieser leer, wird auf Netzstrom umgeschaltet. Dafür gibt es zwei Konzepte, zwischen denen sich der Kunde entscheiden muss: den Netzparallel- oder den Inselspeicher. Häuser mit Netzparallelspeichern beziehen fast durchgehend Strom aus dem Netz, selbst wenn ihre Batterie geladen ist. Inselspeicher trennen das Haus hingegen komplett vom öffentlichen Netz, sobald ausreichend Strom gespeichert wurde, und versorgen den Haushalt dann mit der selbst erzeugten Energie. Einen Nachteil hat aber auch die Inseltechnologie: Liefert die Batterie nicht mehr genug Leistung für alle Geräte im Haushalt, wird der Speicher abgeschaltet und das Haus bezieht seinen Strom wieder zu 100 Prozent aus dem Netz. „Mit herkömmlichen Inselspeichern ist also nur ein Speicher- oder ein Netzbetrieb möglich, nicht beides gleichzeitig“, erklärt Walter.
Kombilösung: Hybridspeicher
Hier kommt der Hybridspeicher ins Spiel. „Er kombiniert die Funktionsweisen und Vorteile beider Technologien“, erklärt Walter. „Kann seine Batterie ausreichend Leistung liefern, arbeitet er wie ein Inselspeicher und trennt das Haus vom Netz. Der Haushalt braucht dann keinen Strom von außen und ist autark.“ In Zeiten, in denen die Leistung der Batterie nicht ausreicht, holt sich das System nur die zusätzlich notwendige Energiemenge automatisch aus dem Stromnetz. Das System kombiniert also automatisch beide Energiequellen und nutzt dabei stets so viel Batteriestrom wie möglich direkt im eigenen Haus. Geregelt wird dieser Stromfluss von einem computergesteuerten Filter, den ASD für den Hybridspeicher entwickelt hat. Hausbesitzer können den selbst erzeugten Strom damit wirklich komplett selbst nutzen. Das geht bei anderen Speichern nicht.
Durch das Funktionsprinzip des ASD-Hybridspeichers steigt der Autarkiegrad gegenüber den bisher bekannten Systemen deutlich an. Das Unternehmen steigert diesen nach eigenen Angaben auf über 80 Prozent dadurch, dass die Batterie komplett genutzt wird. „Die Umschaltvorgänge zwischen den beiden Betriebsarten dauern weniger als eine Millisekunde, sie werden weder von Menschen noch von den Geräten im Haus wahrgenommen“, betont ASD. Der Speicher hat aber noch einen weiteren Vorteil. Anders als die Konkurrenz, die zwei unterschiedliche Speicher für den Anschluss auf der Wechselstrom- oder der Gleichstromseite anbietet, kann der Hybridspeicher beides.
Die Freiburger nutzen statt Lithium-Ionen-Akkus die Lithium-Eisen-Phosphat-Technologie. Diese hat zwar eine geringere Energiedichte als die herkömmlichen Lithium-Ionen-Akkus, aber dafür ist sie preiswerter, da das teure Kobalt aus dem Elektrolyt verbannt wurde. Außerdem gelten die Lithium-Eisen-Phosphat-Akkus als sicherer; sie haben allerdings eine geringere Lebensdauer, wenn sie dem Stress des täglichen Gebrauchs ausgesetzt werden.
Auf die Sicherheit und die Haltbarkeit des Akkus hat SMA besonderen Wert gelegt. Das Unternehmen aus dem hessischen Niestetal hat jetzt endlich seine mit dem Intersolar-Award gekrönte Lösung auf den Markt gebracht. Es hat nahezu ein Jahr gedauert, bis das Speicher-Wechselrichter-Duo Sunny Boy Smart Energy den Weg zum Kunden gefunden hat. SMA hat sich aber so viel Zeit gelassen, um nicht eine halbfertige Lösung anzubieten. Zusätzlich bieten die Hessen ihren Kunden eine Sicherheit, die der VDE mit einem Zertifikat bestätigt hat. „Es gibt derzeit noch keine Normen für stationäre Lithium-Ionen-Speicher. Diese sind alle noch in der Entstehung“, erklärt Thomas Thierschmidt, Produktmanager für den Sunny Boy Smart Energy bei SMA. „Deshalb waren einige Prüfprozesse beim externen Zertifizierungsinstitut noch nicht klar. Das hat vieles ein bisschen in die Länge gezogen. Mit unseren aus Erfahrung geplanten Zertifierungszeiträumen sind wir nicht hingekommen, daher kam es zu Verzögerungen.“
Im Feld erprobt
Die Hessen haben aber die Zeit nicht einfach verstreichen lassen, sondern für umfangreiche Feldtests genutzt. Seit Juli 2013 laufen auf dem Werksgelände in Niestetal schon Anlagen mit dem neuen Speicher-Wechselrichter-Duo. Auch einige Mitarbeiter hat SMA mit den Geräten ausgestattet, um deren Erfahrungen aus der alltäglichen Nutzung mit einzubeziehen. SMA wollte aber auch Erfahrungswerte von unabhängiger Seite einsammeln. Dazu testen seit Februar dieses Jahres insgesamt 400 Installateure die Geräte in der Anwendung. Bisher laufen die Anlagen einwandfrei, bestätigt Thomas Thierschmidt.
SMA hat bewusst auf den vielfach gepriesenen modularen Aufbau des Speichers verzichtet. Die Batterie bietet eine nutzbare Kapazität von zwei Kilowattstunden. Das reicht für die Nutzung im Einfamilienhaus vollkommen aus. „Wir haben Wert auf eine wirtschaftliche Lösung für einen Speicher gelegt, um den Eigenverbrauch zu erhöhen“, erklärt Thierschmidt. „Das sind zwei Kilowattstunden. Denn die kann der Kunde wirklich nutzen. Wenn der Speicher größer ist, schafft es der Kunde im Sommer gar nicht, ihn leer zu bekommen. Dann hat er ungenutzte Speicherkapazität im Keller stehen, die ihn nur Geld kostet. Im Winter schafft es die Solaranlage nicht, den Speicher permanent zu füllen. Auch dann nutzt der Kunde nicht die volle Kapazität.“
Die begrenzte Speichergröße geht allerdings zulasten der Lebensdauer. SMA hat den Speicher auf zehn Jahre qualifiziert. Sie fahren den Speicher bewusst auf Verschleiß, indem sie eine Entladungstiefe von über 90 Prozent zulassen. „Damit hat der Kunde geringere Investitionskosten am Anfang. In zehn Jahren sind die Lithium-Ionen-Batterien nach allen Prognosen deutlich günstiger. Warum soll der Kunde also heute mehr Geld für etwas ausgeben, was er erst in zehn Jahren nutzen kann und von dem bisher noch gar keine Erfahrungen vorliegen, ob es überhaupt länger als zehn Jahre hält“, begründet Thierschmidt die Entscheidung. Tatsächlich geht Sam Jaffe, Analyst bei Navigant Research in Boulder, Colorado, davon aus, dass sich die Preise für Lithium-Ionen-Akkus in den kommenden zwölf Jahren halbieren. „Dann wird die Lernkurve aber flacher werden, da ein großer Teil der Kosten für die Batterien Materialkosten sind“, erklärt Jaffe. „Da wird es irgendwann schwierig, noch weiter an der Kostenschraube zu drehen.“ Trotzdem würde damit der SMA-Kunde innerhalb der 20 Jahre abzüglich der Kosten für den Installateur, der die Batterie tauscht, fast ein Viertel der Investitionskosten sparen.
Weitere Vorteile sind die kompakte Bauform und das geringe Gewicht. Speicher und Wechselrichter wiegen jeweils 30 Kilogramm. Das ist für den Handwerker beim Transport und bei der Installation keine große Herausforderung. Er kann das Gerät in zwei Teilen in den Keller tragen und muss sie dort nur noch an die Wand schrauben. Der Anschluss des Speichers an den Wechselrichter erfolgt werkzeugfrei über zwei zusätzliche Kabel, die der Installateur zwischen beide Geräte klemmen muss. Dadurch wird es auch einfach und preiswert, den Speicher nach zehn Jahren zu tauschen. Ob die Rechnung von SMA aufgeht, wird sich noch zeigen. Bisher bekommen die Hessen von den Installateuren gute Noten für ihre Kompaktlösung. (Sven Ullrich) Der Marktreport erschien ursprünglich im gedruckten Solar Investor's Guide als Beilage in ERNEUERBARE ENERGIEN 6/2014. Lust auf ein kostenloses Probeabo?
