Die Solarbatterie – Kostenlose Stromversorgung egal wo
Es sind wirtschaftliche Gründe, die Interessenten oder Besitzer einer Photovoltaikanlage, eines Reisemobils, eines Bootes oder Gartens dazu bewegen, über einen Solarstromspeicher nachzudenken.
Zu den leistungsstarken Kurzzeitspeichern zählen Solarbatterien. Was eine Solarbatterie ist, welche Unterschiede es gibt und was zu beachten ist, erläutert dieser Artikel.
Solarzellen wandeln die Sonneneinstrahlung in Energie um. Es gab das Problem, dass bei dieser Technologie die Solarenergie sofort verfügbar, aber nicht speicherbar war. Obwohl am Tag mehr Energie zur Verfügung stand, als benötigt wurde, musste nachts die Elektrizität aus dem öffentlichen Stromnetz bezogen werden, da die Solaranlagen-Technologie keinen Strom speichern konnte.
Mittlerweile lösen leistungsfähige Solarbatterien dieses Problem, denn sie speichern die Energie der Sonne und halten den Solarstrom zurück, anstatt diesen in das öffentliche Stromnetz einzuspeisen. Die Solarbatterie dient der Speicherung von Sonnenenergie, die durch Solarmodule gewonnen wird. Während die Sonne scheint, lädt sich die Solarbatterie auf und speichert die Energie. Deshalb werden Solarbatterien auch als Solarakkulumatoren bezeichnet (kurz: Solarakkus).
Die Solarbatterie ist ein Akkumulator, der Strom für die Solarstromanlage speichert. Die Sonnenstrahlen werden über Solarzellen in Strom umgewandelt, der bei Bedarf zur Verfügung steht und nicht sofort konsumiert werden muss.
Was genau ist eine Solarbatterie?
Solarbatterien sind Speicher für elektrische Energie und speziell für die Nutzung im Zusammenhang mit Photovoltaikanlagen konzipiert. Das Kernelement der Solarbatterie bildet eine aufladbare Batterie (Akkumulator). Dieser hat bei kleinen Anlagen eine Kapazität von einigen Kilowattstunden. Liefert die Photovoltaikanlage mittags eine hohe Leistung, die den Eigenverbrauch stark übersteigt, fließt zumindest ein Teil in die Aufladung des Akkumulators. Ist die Photovoltaikanlage zu späteren Zeiten nicht mehr in der Lage, den Verbrauch zu decken, kann die elektrische Energie aus dem Akkumulator entnommen werden.
Die Solarbatterie müsste eigentlich die Bezeichnung Solarakku bzw. Solarakkumulator tragen, denn sie ist wieder aufladbar, versorgt den Solarladeregler mit Betriebsstrom und stellt die erforderliche Kraft bereit, die der Wechselrichter benötigt. Solarbatterien puffern die Energie ab, die bei schlechtem Wetter oder in der Nacht benötigt wird.
Solarbatterien bezeichnen auch eine große Anzahl von flächenhaft angeordneten Solarzellen, durch die Sonnenenergie in Elektroenergie umgewandelt wird.
Batteriespeichersysteme bestehen im Grunde aus dem Laderegler (bzw. Wechselrichter) und der Batterie. Der Wechselrichter kontrolliert die Aufladung der Batterie oder die Einspeisung in das öffentliche Stromnetz.
Die klassische Bleisolarbatterie zeigt ein vorteilhaftes Verhalten bei tiefer Entladung, hat eine hohe Lebensdauer und Zyklenfestigkeit. Auf dem Markt kommen hauptsächlich Blei-Batterien oder Lithium-Ionen-Batterien zum Einsatz. Es wird unterschieden zwischen Sonnenbatterien, die mit Gel, Blei oder AGM arbeiten. Der Batteriespeicher arbeitet entweder mit Lithium-Ionen oder auf Blei-Basis (Gel oder Säure).
Die Vorteile beider Bauarten liegen darin, dass die Selbstentladung begrenzt und die Lebensdauer relativ lange ist. Bei beiden Bauarten ist keine Wartung erforderlich. Lithium-Ionen-Batterien bieten langfristig mehr Ladezyklen und haben dadurch einen längeren Lebenszyklus. Blei-Batteriesysteme (mit Säure) sind günstiger und lang erprobt.
Gel-Batterien
Gel-Batterien werden häufig in mobilen Anwendungen eingesetzt, weil sie keiner vorgeschriebenen Betriebslage bedürfen und auch dort eingesetzt werden, wo höhere Umweltschutzmaßnahmen gelten. Im zyklischen Betrieb finden Gel-Batterien überwiegend in Booten, Wohnmobilen, Rollstühlen oder elektrischen Fahrzeugen ihren Einsatz.
Im Gegensatz zu den traditionellen Nassbatterien sind Gelbatterien zugeschweißt (hermetisch verschlossen), aber mit Überdruckventilen ausgerüstet. Die Batterieflüssigkeit wird durch den Zusatz von Kieselgel geliert (gebunden), weshalb Gelbatterien kenter- und auslaufsicher sind. Die Elektrolyten bestehen aus einer geleeartigen Konsistenz, was die Selbstentladung reduziert und die länger ohne Nachladung auskommen.
Vorteile:
- Keine vorgeschriebene Betriebslage
- Hermetisch geschlossen
- Kenter- und auslaufsicher
AGM-Speicherbatterien
Diese moderne Variante des Bleiakkumulators bindet das Elektrolyt in Glasfaservlies. Dadurch wird eine geringe Selbstentladung erreicht. Das Vlies bremst die Ionen deutlich weniger, wodurch AGM-Batterien sich schneller mit stärkerem Strom aufladen und größere Strommengen abgeben können.
Vorteile:
- Geringe Selbstentladung
- Schnelle Aufladung
- Abgabe großer Strommengen
Speicherkapazität
Die Speicherkapazität einer Solarbatterie gibt Auskunft darüber, wieviel Strom mit einer vollen Aufladung gespeichert werden kann. Die Speicherkapazität der Solarbatterie wird in Kilowattstunden (KWh) angegeben.
Entladetiefe
Es ist nicht möglich, die Solarbatterie zu 100% zu entladen, da die so genannte Tiefenentladung die Batterie schädigt. Die Entladetiefe gibt an, wie weit die Solarbatterie entladen werden kann.
Batteriekapazität und nutzbare Speicherkapazität
Die nutzbare Speicherkapazität zeigt, wie viel praktische Kapazität eine Solarbatterie bietet. Die technische Speicherkapazität hingegen ist ein theoretischer Faktor, da die Entladetiefe zu beachten ist. Ein Solarbatterie Test sollte deshalb diese Parameter verdeutlichen.
Beispiel: Liegt die Speicherkapazität einer Solarbatterie bei 9 KWh und die Entladetiefe bei 80%, bedeutet dies, dass die Batterie in der Praxis nur 7,2 kWh speichert.
Vollzyklus und Kleinstzyklus
Wird die Solarbatterie einmal bis zu ihrer Entladetiefe entladen und anschließend wieder vollständig aufgeladen, wird das als „Vollzyklus“ bezeichnet. Der Kleinstzyklus bezeichnet den Vorgang, dass die Solarbatterie nur geringfügig entladen und dann wieder aufgeladen wird.
Hersteller geben in den technischen Angaben Auskunft darüber, für wie viele Vollzyklen die Solarbatterie ausgelegt ist, was bei einem Solarbatterie Test Beachtung finden sollte.
Wo kommen Solarbatterien zum Einsatz?
Solarbatterien machen unabhängig vom öffentlichen Stromnetz und ermöglichen, nur den aus der Sonnenenergie produzierten Strom zu konsumieren. Wer eine Solarbatterie kaufen möchte, sollte das Einsatzgebiet beachten.
Beim Solarbatterie kaufen sollte darauf geachtet werden, dass die Versorgungsbatterie eine ausreichende Kapazität aufweist, um ausreichend Sonnenenergie zu speichern.
Wie funktionieren diese Batterien?
Die Solarbatterie (auch: Sonnenspeicherbatterie) ist technisch wie ein herkömmlicher Akku aufgebaut, dessen Batterie quasi über die Solarzelle aufgeladen und bei Bedarf verwendet werden kann.
Ein Stromspeicher im Mini-Format findet sich beispielsweise in einer Solartaschenlampe. Die Kraft der Sonne wird nicht direkt verwendet, weil der Einsatz nur bei Dunkelheit sinnvoll ist. Die Kraft der Sonne wird durch die Solarzellen aufgenommen und in den Batterien der Taschenlampe gespeichert.
Wie lange hält eine Solarbatterie?
Üblich sind 12V-Systeme (Solarbatterie mit 12v/100ah), wobei auch 24V-Batterien zunehmend erhältlich sind. Die Voltzahl des Akkus sollte sich an der Spannung des verbauten Wechselrichter orientieren. Ist die Spannung bei gleicher Leistung höher, hat das einen geringeren Stromverbrauch zur Folge, sodass die Batterie geschont wird und eine längere Lebensdauer aufweist.
Die Grenze liegt bei 80 Prozent der Nennkapazität. Experten gehen davon aus, dass Bleibatterien eine durchschnittliche Lebensdauer von 10 Jahren aufweisen. Steht der Stromspeicher in einer warmen Umgebung, kann sich die Lebensdauer reduzieren, denn Blei-Batterien reagieren empfindlich auf Wärme, sodass die Zyklenzahl bei hoher Umgebungstemperatur sinkt. Lithium-Ionen-Speicher weisen eine Lebensdauer von durchschnittlich 20 Jahren auf.
Ein ausgeklüngeltes Energiemanagementsystem kann einen positiven Effekt auf die Lebensdauer haben, das die Akkus durch ein schonendes Lademanagement vor zu großer Beanspruchung geschützt werden. Im Solarbatterie Test verdeutlichte sich, dass Solarbatterien mit 100ah überall wo hohe Lade- und Entladezyklen bestehen, sinnvoll sind, da sie zyklenfest und wartungskomfortabel sind.
Was kosten gute Solarbatterien?
Die Preise und Kosten werden leider von vielen Solarspeicher-Anbietern nicht offengelegt. Die Preise richten sich nach der eingesetzten Technologie. Eine zyklenfeste Lithium-Solarbatterie zur Verwendung in einer Solaranlage, der Medizintechnik, einer Reinigungsmaschinen oder anderen Anwendungen mit einem hohen Energiebedarf kostet ca. 9.500-10.000 Euro, während eine Bleibatterie ab ca. 7.000 Euro erhältlich ist.
Neben dem Anschaffungspreis sind die laufenden Kosten und die Ersparnis einzukalkulieren. Nutzer sparen den vollen Strompreis, wenn die Energie gespeichert wird und bei Bedarf verfügbar ist. In Anbetracht der steigenden Strompreise amortisiert sich die vermeintlich teure Anschaffung innerhalb von ein paar Jahren. Experten rechnen damit, dass die Einsparungen bei Photovoltaikanlagen mit Solarakku zukünftig höher sind.
Kleinere Solarbatterien (meist mit 120Ah 12V) für Wohnmobile, Boote, Arbeitsbühnen, Camping und Garten sind weitaus günstiger, bereits um die 100 Euro erhältlich. Diese Versorgungsbatterien dienen vor allem dem mobilen Einsatz im Reisemobil, auf dem Schiff, im Golf Caddie oder Scooter. Die Bleibatterien, die für ihre hohen Kapazitäten günstig erworben und meist direkt an ein Solarpanel angeschlossen werden können, sind sehr beliebt bei Campern und freiheitsliebenden Hobbybastlern.
Vor- und Nachteile
Die Solarbatterie wird in der ertragsreichsten Zeit des Tages geladen. Nur wenige Stromabnehmer sind tagsüber Zuhause und können die Energie nutzen. Die Photovoltaikanlage produziert weit mehr Strom als Kühlschrank, Gefriertruhe oder andere Elektrogeräte benötigen.
Die überschüssige Energie wird durch die Solarbatterie gespeichert und steht dann zur Verfügung, wenn sie benötigt wird. Der Vorteil liegt darin, dass der eigene Photovoltaikstrom ohne Umstellungen der Gewohnheiten dann verbraucht wird, wenn er benötigt wird. Nutzer sparen enorm bei den Stromkreisen und die Solarbatterie hilft, den Eigenverbrauch an selbst produziertem Solarstrom zu erhöhen.
Experten gehen davon aus, dass ohne Solarbatterie realistischerweise ca. 25% des Stroms der Photovoltaikanlage selbst verbraucht werden. Mit einem Speicher halten Experten 80% Eigenverbrauch für realistisch. Solarstrom ist umweltschonend. Je mehr des erzeugten Stroms selbst verbraucht wird, desto weniger ist man von Energieversorgern abhängig, die häufig mit fossilen Brennstoffen produzieren. Ein weiterer Vorteil der Solarbatterien ist die unkomplizierte Nachrüstung und Kombinierbarkeit mit Bestandsanlagen.
Zahlreiche Hersteller konzipieren Produkte sowohl für die Neuinstallation als auch für die Nachrüstung. Solarbatterien zeichnen sich durch eine kurze Ladezeit aus. Je nach Größe der Photovoltaikanlage und Batterie sind Solarbatterien in wenigen Stunden voll geladen.
Vorteile:
- Flexible Stromnutzung
- Erhöht den Eigenverbrauch
- Umweltschonend
- Unkomplizierte Neuinstallation und Nachrüstung
Nachteilig sind die hohen Anschaffungskosten und die natürlichen Grenzen der Solarbatterie, die aus der begrenzten Anzahl an Ladezylken resultiert.
Fazit
Die in den Solarzellen erzeugte Energie muss nicht sofort verwendet oder in das Stromnetz eingespeist werden, sondern steht zum Eigenverbrauch bereit. Wer eine Solarbatterie kaufen möchte, ist gut beraten, sich im Vorfeld zu informieren und einen Solarbatterie Test zu nutzen, der Ladezylen, Leistungspotential, Selbstentladungspotential, Speicherkapazität und Wirkungsgrad gegenüberstellt.
Quellen:
http://energyload.eu/stromspeicher/solarstromspeicher/solarbatterie-einsatzbereiche-und-kosten
http://energie-lexikon.info/solarstromspeicher.html
http://www.energie-experten.org/erneuerbare-energien/solarenergie/solarbatterie.html
https://www.solaranlagen-portal.de/solar-akku/solarbatterie-grundlagen.html
https://www.solarwatt.de/komponenten/stromspeicher
