Photovoltaik Speicher

In der Energiewende spielt Solarstrom eine zentrale Rolle, um saubere Energie bereitzustellen. Doch die Sonne scheint nicht rund um die Uhr, und die erzeugte Energie kann oft nicht direkt genutzt werden. Hier kommen Photovoltaik Speicher ins Spiel: Sie ermöglichen es, überschüssige Solarenergie zu speichern und bei Bedarf bereitzustellen. Dieser Artikel beleuchtet, welche Bedeutung ein Photovoltaik Speicher hat und erklärt, warum sie besonders für Solarparks unerlässlich sind. Dazu erhalten Sie einen Überblick über die aktuell verwendeten Speichertechnologien. Außerdem zeigen wir Praxisbeispiele und diskutieren Herausforderungen sowie Zukunftsperspektiven.
Speicher-Photovoltaik

Photovoltaik mit Speicher rechnet sich für Privathaushalte und Großanlagen

Im Zuge der Energiewende gewinnt das Thema Stromspeicherung zunehmend an Bedeutung. Erneuerbare Energien unterliegen natürlichen Schwankungen, sodass die Energieerzeugung nicht konstant ist. Bereits heute gibt es zahlreiche Technologien zur Speicherung von überschüssigem Strom, sowohl im großen als auch im kleinen Maßstab.

Geht es bei privaten PV Anlagen darum, Strom zu speichern, weil er meistens zur besten Sonnenscheinzeit nicht genutzt werden kann, so stehen bei Großanlagen eine anderer Zweck im Vordergrund. Aufgrund ihrer Leistungsfähigkeit erfüllen sie zwei Funktionen. Neben der Eigenverbrauchsoptimierung gehört dazu auch die Erbringung von Systemdienstleistungen. Damit helfen große Solarspeicher dabei, das Gleichgewicht zwischen der Stromerzeugung und dem Stromverbrauch in Echtzeit zu sichern.

Tipp: Entsprechend dieser notwendigen Anforderungen und dem Trend zur Installation von Speichern hat das Bundeministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) eine Stromspeicher-Strategie vorgelegt.

 

Höhere private Eigenverbrauchsquote dank Photovoltaik Speicher

Ein Speicher für eine private PV-Anlage erhöht die Eigenverbrauchsquote und macht den Haushalt unabhängiger vom Stromnetz. Tagsüber erzeugter Solarstrom wird nicht direkt ins Netz eingespeist, sondern im Speicher für den späteren Verbrauch – etwa abends oder nachts – gespeichert. Hinzu kommen ab 2025 verpflichtende, zeitvariable Stromtarife. Damit können Hauseigentümer in Phasen, in denen preiswerter Strom verfügbar ist, diesen speichern und zu einem späteren Zeitpunkt nutzen.

Das reduziert Stromkosten und schützt vor steigenden Energiepreisen. Zudem wird das Stromnetz entlastet, da weniger Energie eingespeist und entnommen wird. Speicherlösungen fördern somit die Autarkie und tragen zu einer nachhaltigen Energieversorgung bei. Insbesondere in Kombination mit staatlichen Förderprogrammen und sinkenden Speicherpreisen wird die Investition für viele Haushalte immer attraktiver und wirtschaftlicher.

Photovoltaik Speicher für gewerbliche Nutzung

In der gewerblichen Nutzung können mit zwischengespeichertem Strom Lastspitzen ausgleichen und dadurch die Leistungskosten, die sie an ihren Stromanbieter zahlen, gesenkt werden. Zudem bieten viele Solarstromspeicher nützliche Zusatzfunktionen, wie beispielsweise eine Notstromversorgung oder eine unterbrechungsfreie Stromversorgung, die die Betriebssicherheit erhöhen.

Solarparks erzeugen oft große Mengen Energie, doch diese steht nicht kontinuierlich zur Verfügung. Speicherlösungen spielen eine Schlüsselrolle, um die Diskrepanz zwischen Erzeugung und Verbrauch auszugleichen:

  • Netzstabilität: Großspeicher können Spannungsschwankungen im Stromnetz ausgleichen.
  • Flexibilität: Gespeicherte Energie kann während Spitzenlastzeiten genutzt werden, wodurch Solarstrom wettbewerbsfähiger wird.
  • Reduktion von Abregelung: Ohne Speicher müssen Überschüsse abgeregelt werden, was zu Energieverlusten führt. Speicher verhindern dies.
  • Klimafreundlichkeit: Großspeicher verringern die Abhängigkeit von fossilen Backup-Kraftwerken.

Mit zunehmender Integration erneuerbarer Energien in die Stromversorgung wird die Bedeutung von Speichertechnologien weiter steigen.

Photovoltaik-Speicher

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Photovoltaik Speicher: Technologien und Typen

Ein Stromspeicher funktioniert ähnlich wie eine herkömmliche Batterie, die aus vielen Haushaltsgeräten bekannt ist. Im Inneren des Speichers lagern Atome, die Elektronen speichern und bei Bedarf wieder abgeben. Diese Elektronen erzeugen Strom, indem sie sich zwischen dem Minuspol (Kathode) und dem Pluspol (Anode) hin- und herbewegen. Dieser ständige Fluss ermöglicht das Laden und Entladen des Speichers.

Die elektrische Energie, die der Speicher von der PV Anlage erhält, wird zunächst in chemische Energie umgewandelt. Bei Bedarf wird diese chemische Energie wieder in elektrische Energie zurückverwandelt, sodass gespeicherter Solarstrom jederzeit verfügbar ist.

Unterschiede der Speichertypen:

Batteriespeicher

  • Am häufigsten genutzte Technologie in Solarparks.
  • Lithium-Ionen-Batterien bieten hohe Energiedichte, Effizienz und schnelle Reaktionszeiten.
  • Aktuelle Entwicklungen: Festkörperbatterien und Recyclingstrategien.

Pumpspeicherwerke

  • Nutzen überschüssige Energie, um Wasser in höher gelegene Becken zu pumpen.
  • Bei Bedarf wird das Wasser abgelassen, und die kinetische Energie treibt Turbinen an.
  • Hohe Kapazität, jedoch eingeschränkte Standortmöglichkeiten.
  • Oft Konflikte mit Umweltschutz.

Wasserstoffspeicher

  • Überschüssige Solarenergie kann zur Elektrolyse genutzt werden, um Wasserstoff zu erzeugen.
  • Wasserstoff wird gespeichert und später zur Stromerzeugung genutzt oder in der Industrie eingesetzt.
  • Noch teuer und ineffizient, aber ein großes Zukunftspotenzial.

Thermische Speicher

  • Speicherung von Wärmeenergie, beispielsweise in Salzschmelzen.
  • Besonders interessant für hybride Solarkraftwerke (Photovoltaik und Solarthermie).

Jede Technologie hat spezifische Vor- und Nachteile. Oft kommt eine Kombination verschiedener Speicherarten zum Einsatz, um den Anforderungen gerecht zu werden.

Unterschiede der Speichersysteme:

Stromspeicher lassen sich in direkte und indirekte Systeme unterteilen. Hier eine kurze Beschreibung zu den jeweiligen Eigenarten der Funktion des Speicherns.

Direkte Stromspeicher wie Kondensatoren oder Spulen können Energie schnell abgeben, haben jedoch nur ein geringes Speichervolumen und werden daher meist als Kurzzeitspeicher oder zur Netzstabilisierung genutzt.

Indirekte Stromspeicher, wie Pumpspeicherkraftwerke, speichern Energie mithilfe eines großen Wasserspeichers auf einer Anhöhe. Überschüssiger Strom wird verwendet, um Wasser bergauf zu pumpen, das später zur Energieerzeugung abläuft. Diese Systeme dienen vor allem zur Überbrückung von Stromausfällen. Ähnliche Wirkprinzipien nutzen Schwungmassespeicher und Druckluftspeicher, die kinetische oder Luftenergie einsetzen.

Herausforderungen und Perspektiven für Photovoltaik mit Speicher

Die Entwicklung von Speichertechnologien steht vor mehreren Herausforderungen. Trotz sinkender Preise bleiben Batteriespeicher, vor allem bei großen Kapazitäten, kostenintensiv. Hinzu kommen technologische Einschränkungen wie Effizienzverluste, eine begrenzte Lebensdauer der Batterien und der noch nicht flächendeckend verfügbare Ausbau von Wasserstoff-Infrastrukturen. Zudem bringt die Herstellung von Batterien Umweltbelastungen mit sich, da seltene Rohstoffe wie Lithium, Kobalt und Nickel benötigt werden.

Gleichzeitig bieten sich vielversprechende Zukunftsperspektiven. Fortschritte in der Batterietechnologie, etwa bei Natrium-Ionen- oder Feststoffbatterien, könnten die Kosten senken und die Nachhaltigkeit steigern. Auch die Entwicklung von Langzeitspeichern, die saisonale Schwankungen ausgleichen können, rückt in den Fokus. Der Ausbau von Wasserstoff-Infrastrukturen eröffnet darüber hinaus neue Möglichkeiten für den Einsatz von Großspeichern in der Industrie. Auf lange Sicht sind Speichertechnologien unverzichtbar, um eine CO2-freie Energieversorgung zu realisieren und die Energiewende voranzutreiben.

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Ein Solarinvest macht die Vorteile von Photovoltaik mit Speicher zur sicheren Anlage

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