Solarenergie mit Solarspeicher zeitversetzt nutzen

Die Sonne liefert tagtäglich mehr Energie, als die gesamte Menschheit verbrauchen könnte. Solarspeicher werden installiert, um nicht genutzte Wärme oder nicht genutzten Strom von Solarthermie- oder Photovoltaikanlagen auch dann verbrauchen zu können, wenn die Sonne selbst längst untergegangen ist. Aber welche Arten gibt es, wie funktionieren sie und wann lohnt sich ein Solarspeicher überhaupt?

Photovoltaikanlage auf dem Dach und Solarspeicher im Keller sorgen für hohe Wirtschaftlichkeit

Arten der Solarspeicher im Überblick

Ein Solarspeicher hat die Aufgabe, die kostenfreie Energie der Sonne aufzunehmen und so lange vorzuhalten, bis sie im eigenen Haus verbraucht werden kann. Je nach Einsatzgebiet unterscheidet man dabei zwischen Solarstrom- und Solarwärmespeichern.

Solarspeicher für Strom

Der Solar-Stromspeicher wird in Kombination mit einer Photovoltaikanlage installiert. Er nimmt elektrische Energie auf und macht diese zeitversetzt nutzbar. Auf diese Weise kann der selbst erzeugte Strom auch am Abend oder in der Nacht noch genutzt werden. Die Geräte sorgen für eine bessere Wirtschaftlichkeit der erneuerbaren Energieanlage und schaffen Unabhängigkeit von großen Energieversorgern.

Für den Einsatz im Wohngebäude unterscheidet man heute vor allem Solarspeicher für Strom mit Blei-Säure- oder Lithium-Ionen-Technik.

Akkumulatoren auf Blei-Säure-Basis

Speicher mit Blei-Säure-Akkumulatoren werden bereits seit Langem verwendet. Sie funktionieren wie die Starterbatterie in einem Auto und sind vergleichsweise günstig. Nachteilig ist dagegen der niedrige Wirkungsgrad. Denn Blei-Akkumulatoren arbeiten beim Be- und Entladen in der Regel mit einem Verlust von 15 bis 30 Prozent. Sie erreichen außerdem nur etwa 2.000 Ladezyklen und müssen für die Verwendung mit einer Photovoltaik-Anlage alle 10 Jahre getauscht werden.

Solarspeicher mit Lithium-Ionen-Technik

Solarspeicher mit Lithium-Ionen-Technik haben im Vergleich zu Blei-Akkumulatoren eine höhere Energiedichte. Sie sind dadurch zwar schwerer, können bei gleicher Masse aber mehr Strom einlagern. Aus diesem Grund wird die platzsparende Speichertechnologie neben Photovoltaikanlagen vor allem auch in mobilen Geräten wie Smartphones oder Laptops eingesetzt. Die Geräte erreichen Wirkungsgrade von bis zu 90 Prozent und können für etwa 5.000 Ladezyklen betrieben werden. Auszutauschen sind sie dabei erst nach etwa 20 Jahren.

Lohnt sich der Solarspeicher für Strom?

Durch die Installation eines Solarstromspeichers steigt die Eigennutzungsrate des selbst erzeugten Stroms. Da dieser im Vergleich zur Einspeisevergütung von gerade einmal 12,30 Cent (Stand: Januar 2017) etwa 27 Cent je Kilowattstunde – den aktuellen Strompreis – einspart, erhöhen sich die Erträge der Photovoltaikanlage. Vor allem in Verbindung mit einer Neuanlage kann sich der Solarspeicher für Strom dabei finanziell lohnen. Ob das so ist, muss jedoch im Einzelfall von einem erfahrenen Installateur beurteilt werden.

Besitzern von Bestandsanlagen, die noch immer von höheren Einspeisevergütungen profitieren, raten Experten bis zum Ablauf der garantierten Vergütung zu warten. Auch hier sorgt erst die individuelle Beratung durch einen Fachmann für Sicherheit.

Solarspeicher für Wärme

Der Solarwärmespeicher wird in Kombination mit einer Solarthermieanlage installiert. Er nimmt die thermische Energie der Kollektoren auf und sorgt dafür, dass diese auch zeitversetzt genutzt werden kann. Je nach Größe und Einbindung in das Gebäude lässt sich die kostenfreie Wärme dabei entweder nur für die Warmwasserbereitung oder auch zur Heizungsunterstützung einsetzen. In Gebäuden mit besonders groß dimensionierten Solarspeichern – den sogenannten Sonnenhäusern – versorgt die erneuerbare Wärme aus dem Sommer die eigene Heizungsanlage sogar noch im Winter.

Je nach Aufbau der Geräte unterscheidet man heute Speicher für Warmwasser, Pufferspeicher oder sogenannte Kombispeicher.

Solarspeicher für Trinkwasser

Speicher für Trinkwasser sind mit Leitungswasser befüllte Behälter. Sie werden mit einer Solaranlage zur Warmwasserbereitung genutzt und über einen Wärmeübertrager von der heißen Solarflüssigkeit durchflossen. Diese gibt ihre Energie ab und erwärmt das bevorratete Wasser zum Duschen, Spülen oder Waschen. Falls die Sonne einmal nicht scheint, sorgt ein elektrischer Heizstab oder der Anschluss eines weiteren Wärmeerzeugers für höchste Sicherheit. Speicher für Trinkwasser fassen in der Regel den doppelten Warmwasserbedarf eines Haushalts und werden mit 60 bis 80 Litern je Person geplant.

Ist der Solarspeicher größer als 400 Liter, sind zum Schutz vor Legionellen und anderen Keimen besondere Vorkehrungen zu treffen.

Pufferspeicher hält Heizungswärme vor

Genau wie der Trinkwasserspeicher, besteht auch der Pufferspeicher aus einem großen gedämmten Behälter. Dieser ist jedoch nicht mit Brauchwasser, sondern mit Heizungswasser befüllt. Das wird über einen Wärmeübertrager von der Solaranlage erhitzt und bei Bedarf an Raumheizung oder Warmwasserbereitung geschickt. Neben einer Verbindung zu den Kollektoren auf dem Dach wird der Pufferspeicher meist auch von mindestens einem anderen Wärmeerzeuger mit thermischer Energie versorgt. Das schafft Sicherheit, falls die Sonne einmal nicht scheint.

Geht es um die Größe, können Hausbesitzer überschlägig mit einem Volumen von etwa 50 Litern je Quadratmeter Kollektorfläche rechnen. Experten empfehlen jedoch eine Mindestgröße von 1.000 Litern.

Schichtladespeicher für hohe Effizienz im Puffer

Damit Solarspeicher für Wärme besonders effizient arbeiten, können sie als sogenannte Schichtladespeicher speziell konstruiert werden. Niedrige Strömungsgeschwindigkeiten und eine genaue Beladung sorgen dabei dafür, dass sich Schichten unterschiedlicher Temperaturen nicht vermischen. Auf diese Weise muss nicht erst der gesamte Speicher erwärmt werden und die thermische Energie kann bedarfsgerecht entnommen werden.

Kombispeicher verbindet Brauchwasser- und Pufferspeicher

Der Kombispeicher verbindet die Funktion eines Brauchwasser- und eines Pufferspeichers in einem Gerät. Er besteht dazu aus einem großen, mit Heizungswasser befüllten Behälter sowie einer zusätzlichen Einheit zur Trinkwassererwärmung. Diese kann entweder als Tank-im-Tank- oder als interner Wärmeübertrager ausgeführt sein. Auch wenn einige Experten bei dem Kombispeicher von einem weniger effizienten Kompromiss sprechen, stellt er doch eine platzsparende Alternative zur Aufstellung von zwei großen Behältern dar.

Thermische Solarspeicher sind unverzichtbar

Eine Solaranlage erzeugt immer dann Wärme, wenn die Sonne scheint. Damit eine Überhitzung der Solarflüssigkeit und damit verbundene Schäden ausgeschlossen werden können, muss die thermische Energie der Kollektoren kontinuierlich abgeführt werden. Besteht bei Heizung oder Warmwasserbereitung gerade kein Bedarf, bleibt dabei nur die Einspeisung in einen Solarspeicher. Im Gegensatz zum Stromspeicher ist der Wärmespeicher aus diesem Grund eine unverzichtbare Komponente einer Solarthermieanlage.

Alexander Rosenkranz

Fazit von Alexander Rosenkranz

Solarspeicher nehmen die Energie einer Solarstrom- oder Solarwärmeanlage auf, wenn diese im Haus gerade nicht benötigt wird. Während das die Wirtschaftlichkeit der Photovoltaik erhöhen kann, ist es bei der Solarthermie unverzichtbar für den sicheren Betrieb.

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