Wie können Faustformeln bei der Auswahl der geeigneten Batteriekapazität in Einfamilienhäusern mit Photovoltaikanlagen helfen?

Die Analysen der neuen StromspeicherInspektion 2022 zeigen: Der Markt für Photovoltaik (PV)-Speichersysteme in Deutschland boomt. Im Jahr 2021 wurden im Wohngebäudebereich mehr als 200.000 PV-Anlagen mit einer Leistung bis 20 kW installiert, was einer Steigerung um das Doppelte im Vergleich zu vor zwei Jahren entspricht. Von diesen neuen PV-Anlagen wurden im Jahr 2019 nur etwa 37 % mit einem Batteriespeicher kombiniert, während dieser Anteil im Jahr 2021 bereits auf 56 % angestiegen ist. Im vergangenen Jahr wurden über 130.000 Stromspeicher zusammen mit einer PV-Anlage neu installiert oder nachgerüstet, verglichen mit 41.000 im Jahr 2019.

Häufig gestellte Fragen von Installateuren und Suchanfragen im Internet sind: “Welche Kapazität sollte mein Batteriespeicher haben?”. Die Antworten darauf variieren. Oft wird pauschal empfohlen, eine Kilowattstunde (kWh) Speicherkapazität je Kilowatt (kW) installierter PV-Leistung zu haben. Andere geben einen Bereich von 0,9 bis 1,6 kWh/kW an. Diese Aussagen führen jedoch oft zu einer deutlichen Überdimensionierung des Batteriespeichers. Einige berücksichtigen sinnvollerweise den Haushaltsstromverbrauch. Allerdings wird auch hier häufig die “1-zu-1-Regel” angewendet, bei der beispielsweise ein Batteriespeicher von 4 kWh und lediglich eine PV-Anlage von 4 kW empfohlen wird, basierend auf einem Jahresstromverbrauch von 4.000 kWh.

Was sollte man bei seiner Speichergröße beachten?

Beim Einsatz eines Batteriespeichers in einem Einfamilienhaus mit Photovoltaikanlage ist es wichtig, zunächst sicherzustellen, dass ausreichend Solarstromüberschüsse vorhanden sind. Wenn dies der Fall ist, sollte die Größe des Batteriespeichers sowohl an den Stromverbrauch als auch an die Größe der PV-Anlage angepasst werden.

Um eine technisch sinnvolle Auslegung des Speichers vorzunehmen und eine Überdimensionierung zu vermeiden, bietet die HTW Berlin folgende Faustformeln als Hilfestellung an.

1. Für die Installation eines Batteriespeichers ist es wichtig, dass ausreichend Solarstromüberschüsse vorhanden sind. Die PV-Leistung sollte daher mindestens 0,5 kW pro 1000 kWh/a Stromverbrauch betragen.
2. Der Batteriespeicher sollte im Verhältnis zur PV-Anlage nicht zu groß sein. Die nutzbare Speicherkapazität sollte auf maximal 1,5 kWh pro 1 kW PV-Leistung begrenzt werden.
3. Die Größe des Batteriespeichers sollte zudem an den Stromverbrauch angepasst werden. Die nutzbare Speicherkapazität sollte maximal 1,5 kWh pro 1000 kWh/a Stromverbrauch betragen, was etwa dem durchschnittlichen Stromverbrauch in den Nachtstunden entspricht.

Basierend auf diesen Faustformeln zeigt Abbildung 1 die empfohlene Obergrenze der nutzbaren Speicherkapazität für PV-Batteriesysteme in Einfamilienhäusern. Die Grafik dient als Hilfestellung bei der Wahl der passenden Speicherkapazität und verhindert eine Überdimensionierung des Batteriespeichers.

Die maximal empfohlene Batteriegröße hängt hauptsächlich von der vorhandenen PV-Generatorleistung und dem jährlichen Stromverbrauch ab. Beide Faktoren sollten bei der Auswahl des Speichers berücksichtigt werden. Wenn beispielsweise die PV-Anlage eine Leistung von 10 kW hat und im Haus 4000 kWh/a verbraucht werden, sollte die nutzbare Speicherkapazität des Batteriespeichers 6 kWh nicht überschreiten. Bei einem doppelt so hohen Stromverbrauch kann die nutzbare Speicherkapazität auch bis zu 12 kWh betragen. Die Wahl eines größeren Batteriespeichers hätte nur einen geringfügigen Anstieg des Autarkiegrads zur Folge, da der Nutzen jeder zusätzlichen kWh Speicherkapazität zunehmend stagniert.

Überdimensionierung von Batteriespeichern: Potenziale und Einflussfaktoren

Unter bestimmten Umständen kann es technisch sinnvoll sein, den Batteriespeicher überdimensioniert auszuwählen. PV-Speichersysteme mit Ersatzstromfunktion verfügen oft über eine zusätzliche Kapazitätsreserve, die im regulären Betrieb nicht genutzt wird. Die Höhe dieser Reserve beeinflusst die Dauer, in der das Gebäude während eines Stromausfalls im Netzersatzbetrieb versorgt werden kann. Wenn zukünftig eine Wärmepumpe oder ein Elektrofahrzeug integriert werden soll, kann es ebenfalls sinnvoll sein, eine größere Speicherkapazität zu wählen. Die Auswirkungen von Wärmepumpen und Elektroautos auf den erreichbaren Autarkiegrad wurden in der Stromspeicher-Inspektion 2021 detailliert analysiert.