Solarspeicher: Funktion, Modell-Vergleich und Förderung

vitocell 100-b solarspeicher produktdetails

Abbildung: Viessmann Werke

Die Nutzung der Sonnenenergie ist seit einigen Jahrzehnten möglich. Bei dem regenerativen Energieträger gibt es zwei Eigenschaften, die potenzielle Interessenten seit Beginn der technischen Entwicklung umtreibt. Während das Aussehen und der Platzbedarf von Solarkollektoren eher ästhetische Fragen sind, steht das Sonnenenergie speichern bis heute im Mittelpunkt der Nutzungsfähigkeit und Sinnhaftigkeit.

Zwei Herangehensweisen haben sich parallel entwickelt. Die eingefangene Solarwärme kann direkt auf ein Wärme speicherndes Medium übertragen werden.

Bei einer Heizung dient das Heizwasser in einem Pufferspeicher dazu. Der alternative Weg ist der Solarspeicher, der den gewonnenen Strom aufnimmt. Während die erstgenannte Lösung größtenteils unter der Bezeichnung Solarthermie zusammengefasst wird, handelt es bei Stromspeicherung um die sogenannte Fotovoltaik.

Heute führt nahzu jeder Heizungshersteller Solarspeicher im Produktportfolio. Der Preis variiert je nach Fassungsvolumen des Speichers und Hersteller. Um Ihnen einen Eindruck zu geben, haben wir im Folgenden eine Übersicht unterschiedlicher Speicher verschiedener Hersteller zusammengestellt:

Solarspeicher Speicher Listenpreise
Buderus SMbuderus sm solarspeicher 290 l ab 1.395 €
Buderus SMS (Solar-Komplettstation)buderus sms solarspeicher 290 l ab 2.695 €

Vitocell 100-B

viessmann vitocell 100b solarspeicher

400 l ab 1.818 €
Vitocell 100-Wviessmann vitocell 100w solarspeicher 160 l ab 850 €

Abbildung: Viessmann Werke; „Bosch Thermotechnik GmbH, Buderus Deutschland“

Sonnenenergie speichern: Einsatz- und Nutzungsarten

Ein Solarspeicher mit Stromvorräten ist unspezifischer. Er hält nicht nur direktes warmes Wasser vor, sondern liefert saubere Elektrizität, die außer für die Erwärmung auch für den Betriebsstrom der Heizungsanlage und Bauteile sorgt. Solar für Warmwasser ist bei einer leistungsfähigen fotovoltaischen Anlage nur ein Teil des Leistungsspektrums. Mit Strom versorgt werden können auch:

  • Brenner
  • Pumpen
  • Gebläse und Ventilatoren
  • Wärmeverteilungssysteme

Da die meisten Bauteile in eines Heizungssystems einen überschaubaren Stromverbrauch haben, können sorgfältig angepasste Solarstromspeicher selbst in den dunkleren Jahreszeiten den Gesamtbedarf fast decken. Einschränkungen gibt es bei Hebe- und Pumpensystemen mit hohen Nennleistungen.

Aufbau und Funktionsarten

Um den aus der Sonnenenergie gewonnenen Strom in einem Solarspeicher über einen längeren Zeitraum verfügbar zu machen, muss eine Art Batterie oder ein Akkumulator die Energie abrufbereit aufnehmen. Viele Jahre wurde Blei als Stromspeichermedium verwendet. Blei ist verhältnismäßig genügsam und in speziellen Bauausführungen mit Gel werden einige potenzielle „Nebenwirkungen“ wie Brand- und Explosionsgefahr und eine Ausgasung im kalkulierbaren Risiko gehalten.

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Lithium-Ionen-Batterien sind in der Stromspeichertechnik die effektivsten und fortschrittlichsten Speichermedien. Bedingung für eine sichere und kontrollierte Stromspeicherung ist die handwerklich verantwortungsvoll und fehlerfrei umgesetzte Konstruktion.
Vereinfacht gesagt entwickelt der „gebündelte“ Strom aus den Fotovoltaikzellen enorme chemische und physikalische Kräfte.

Sicherheit und Zertifizierung

Unkontrolliert und fehlerhaft „abgelegter“ Strom kann Kurzschlüsse, Hitzeentwicklung und Überladung bis hin zur Brand- und Explosionsgefahr verursachen. Anbieter und Heizungshersteller sind gegenwärtig (November 2016) noch nicht zu einer bindenden Zertifizierung oder Zulassung ihrer Produkte verpflichtet. Daher sollten Sie bei Kaufabsicht die bisher verfügbaren Quellen und Regelungsansätze nutzen, die für Solarspeicher existieren.

Hilfreich sind die Transportvorschriften für Lithium-Ionen-Batterien, wie sie die Vereinten Nationen (UN) in ihrem Handbuch beschreiben. Das verliehene Prüfzertifikat UN 38.3 garantiert eine Grundsicherheit, die Sie allerdings durch weitere Quellen verifizieren sollten.

Die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) veröffentlicht ständig neue Forschungs- und Untersuchungsergebnisse zur Sicherheit von Stromspeichermedien.

Generell sollte das gewählte Produkt von einem Hersteller stammen, der ein eigenes nachvollziehbares Qualitätsmanagement betreibt. Idealerweise orientieren sich die Anforderungen an den strengen Richtlinien der Autoindustrie, insbesondere bei Herstellern, die Elektrofahrzeuge entwickeln.

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Bei einer stichprobenartigen Untersuchung von 5 in Deutschland erhältlichen Lithium-Ionen-Batterien hat das Karlsruher Institut für Technologie 2014 erhebliche Sicherheitsmängel bis hin zu akuter Explosionsgefahr festgestellt.

Bauliche Voraussetzungen und Leistung

Das Berechnen der Größe des Solarspeichers beziehungsweise des benötigten Speicherumfangs setzt sich aus folgenden Hauptfaktoren zusammen:

  • Die erwartungsgemäße Abnahmemenge unter Berücksichtigung des Eigenverbrauchs
  • Die Geschwindigkeit der Abnahme und daraus resultierende Fluktuationsgrad zwischen Be- und Entladung
  • Entladetiefe des Solarspeichers, die den tatsächlich nutzbaren Strom limitiert
  • Eventuelle externe Faktoren wie virtuelle Zusammenschlüsse oder das Einspeisen von Kapazitätsüberschüssen gegen Rückvergütung

Abgesehen von den „inneren“ technischen Werten müssen die äußeren Gegebenheiten in die Kalkulation und Planung mit einbezogen werden. Der sogenannte Sonnenertrag begründet sich auf geografischer Lage, Ausrichtung und Flächengröße der Sonnenkollektoren und dem Verhältnis von Entstehung und Bedarf. Wer bei Sonnenschein im Garten mit aus Solarstrom erwärmtem Wasser duscht, betreibt eine Art „Nullsummenspiel“.

Förderungen

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Sonnenenergie zu speichern und zumindest unterstützend für die Heizung zu verbrauchen wird von der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) gefördert.
Da die Solarsysteme in nahezu allen Fällen ergänzend eingesetzt werden, sind auch die Förderpakete meist auf kombinatorische Situationen ausgelegt. Die ausgesprochene Förderzusage belegt keine sicherheitsrelevante Zulassung oder Zuverlässigkeit.