Elektrotechnik von Heimspeichern – Systemaufbau, Dimensionierung und Installation nach VDE.
E_nutz = E_nenn × DoDTatsächlich nutzbare Kapazität unter Berücksichtigung der Entladetiefe
Autarkie = E_eigen / E_gesamtAnteil des Eigenverbrauchs am Gesamtverbrauch
Batteriespeicher ermöglichen die zeitliche Entkopplung von Stromerzeugung und -verbrauch. Der überschüssige PV-Strom wird tagsüber gespeichert und abends/nachts genutzt. Dadurch steigt der Eigenverbrauch und sinkt der Netzbezug.
Für die Elektrofachkraft sind insbesondere die Systemarchitektur, Anschluss an die Hausinstallation und Sicherheitsanforderungen relevant.
PV-Module ──┬── DC/DC ── Batterie
│
└── Hybrid-Wechselrichter ── AC ── Hausnetz
Vorteile:
Nachteile:
PV-Module ── PV-Wechselrichter ──┐
│
Batterie ── Batterie-WR ─────────┼── AC ── Hausnetz
│
Netz ────────────────────────────┘
Vorteile:
Nachteile:
Ein Gerät vereint PV-Wechselrichter und Batterie-Wechselrichter. Standard für Neuanlagen.
| Technologie | Energiedichte | Zyklen | DoD | Sicherheit |
|---|---|---|---|---|
| LFP (LiFePO₄) | 90-120 Wh/kg | 4000-6000 | 90-95% | Hoch |
| NMC (Li-NiMnCo) | 150-220 Wh/kg | 3000-5000 | 80-90% | Mittel |
| NCA (Li-NiCoAl) | 200-260 Wh/kg | 1500-3000 | 80-90% | Niedrig |
| Blei-Säure | 30-50 Wh/kg | 500-1000 | 50% | Hoch |
Trend: LFP dominiert bei Heimspeichern (Sicherheit, Lebensdauer).
| Kennwert | Typische Werte | Bedeutung |
|---|---|---|
| Nennkapazität | 5-15 kWh | Speichergröße |
| Nutzbare Kapazität | 90-95% | Nach DoD |
| Nennleistung | 3-10 kW | Lade-/Entladeleistung |
| Wirkungsgrad | 92-96% | Roundtrip (Laden + Entladen) |
| Zyklenlebensdauer | 4000-8000 | Bei 80% Restkapazität |
| Garantie | 10 Jahre | Oft 70-80% Kapazitätsgarantie |
Speichergröße ≈ Tagesverbrauch (abends/nachts)
Für einen 4-Personen-Haushalt:
┌──────────────────────────────────┐
│ ZÄHLERSCHRANK │
├──────────────────────────────────┤
│ ┌─────┐ ┌─────┐ ┌─────────┐ │
HAK ────────────┤ │ SLS │──│ Z ←→│──│ Verteiler│ │
│ └─────┘ └─────┘ └────┬────┘ │
└──────────────────────────│──────┘
│
┌────────────────┴───────────────┐
│ UNTERVERTEILER │
├───────────────────────────────┤
│ ┌──────┐ ┌───────────────┐ │
PV-WR/Hybrid-WR ─────────┤ │ RCD │──│ Stromkreise │ │
│ └──────┘ └───────────────┘ │
│ │
Batterie-WR (AC) ────────┤ Eigener RCD, eigene Sicherung │
└───────────────────────────────┘
Wichtig: NA-Schutz muss bei Netzausfall trennen, damit kein Rückspeisen erfolgt!
Aufgabe
Ein EFH mit 10 kWp PV-Anlage und 5.000 kWh Jahresverbrauch. Welche Speichergröße ist sinnvoll?
Lösung
8-10 kWh Speicher optimal. Mehr erhöht Autarkie nur marginal.
Aufgabe
An eine bestehende 7 kWp PV-Anlage (5 Jahre alt, SMA WR) soll ein Speicher nachgerüstet werden.
Lösung
AC-gekoppelter Speicher (z.B. 10 kWh) an separatem Stromkreis.
DIN VDE 0100-712: Photovoltaik-Stromversorgungssysteme
DIN VDE 0100-551: Niederspannungsstromerzeugungseinrichtungen
DIN EN 62619: Sicherheitsanforderungen für Li-Ionen-Batterien
VDE-AR-E 2510-2: Stationäre Energiespeichersysteme mit Lithium-Batterien
Wichtige Festlegungen:
Batteriespeicher – Zusammenfassung:
Systemarchitekturen:
Dimensionierung:
Technologie:
Installation:
Die Wirtschaftlichkeit hängt stark vom Strompreis, den Speicherkosten und dem Eigenverbrauchsanteil ab. Bei ca. 500-700 €/kWh Speicherkosten und 30 ct/kWh Strompreis kann sich ein Speicher in 10-15 Jahren amortisieren. Wichtiger als die reine Wirtschaftlichkeit ist für viele die erhöhte Unabhängigkeit.
Standard-Speicher schalten bei Netzausfall ab (NA-Schutz). Für Notstrom braucht man entweder eine separate Notstromsteckdose (bei manchen Speichern integriert) oder eine vollständige Ersatzstromfunktion mit automatischer Netztrennung und Inselbetrieb.
Nein. Die Installation eines Batteriespeichers ist eine elektrotechnische Facharbeit und muss von einer Elektrofachkraft durchgeführt werden. Zudem ist die Anmeldung beim Netzbetreiber und im Marktstammdatenregister erforderlich, was typischerweise der Installateur übernimmt.