AC- und DC-Stromspeicher: Unterschiede und Vorteile

Über viele Jahre hinweg waren Solarstromspeicher auf Blei-Säure- oder Blei-Gel-Basis der Standard bei Photovoltaikanlagen. Auch in der Industrie und im Fahrzeugbau kamen meist Speicher mit Blei-Technologie zum Einsatz. Das lag vor allem am niedrigen Preis. Die Geräte waren oftmals günstiger als vergleichbare Modelle, die auf anderweitige Technologien setzten.

Seither hat sich jedoch einiges getan. So werden im Einfamilienhausbereich heutzutage in der Regel keine Stromspeicher mit Blei-Säure- oder Blei-Gel-Technologie mehr verwendet. Stattdessen haben sich Speicher mit Lithium-Ionen-Akkus seit längerer Zeit am Markt durchgesetzt. Nahezu jeder große Speicherhersteller setzt heute auf diese moderne Technologie, wodurch ihre Preise stark gesunken sind.

Schließlich können Lithium-Ionen-Speicher meist deutlich öfter be- und entladen werden und müssen so auch nach 10 Jahren noch eine nutzbare Kapazität von 80 Prozent aufweisen. Hinzu kommen Wirkungsgrade von bis zu 95 Prozent und mehr.

Die Werte versprechen dabei eine deutlich höhere Leistung über einen längeren Zeitraum als dies bei Blei-Speichern der Fall wäre. So sind Blei-Akkus in der Regel nur auf rund 3.000 Vollzyklen ausgelegt. Eine maximale Entladetiefe von 80 Prozent lässt die nutzbare Speicherkapazität zudem deutlich sinken. Auch der Wirkungsgrad ist mit unter 90 Prozent in der Regel deutlich geringer als bei Lithium-Ionen-Stromspeichern.

Lithium-Ionen-Akkus sind die aktuell meistverbauten Batteriezellen weltweit. Sie kommen nicht nur in Solarspeichern, sondern millionenfach auch anderen elektronischen Geräten wie Mobiltelefonen zum Einsatz. Bei der Lithium-Ionen-Technologie werden dabei Lithium-Ionen von der positiven zur negativen Elektrode geleitet. Hier verbleiben sie bis zu ihrer Entladung.

Lithium-Eisenphosphat-Akkus verwenden statt der herkömmlichen Lithium-Kobaltoxid-Kathode bei einem Lithium-Ionen-Akku eine sogenannte Lithium-Eisenphosphat-Kathode. Anstelle des Lithium-Cobalt-Oxids kommt somit Lithium-Eisenphosphat als positive Elektrode zum Einsatz. Die negative Elektrode besteht meist aus Graphit oder speziell gehärtetem Kohlenstoff.

Für den Betrieb eines Solarspeichers - und damit indirekt den Anlagenbetreiber - hat dies zunächst keine weiteren Auswirkungen. Doch Lithium-Eisenphosphat-Speicher überzeugen vor allem mit hohen Entladeströmen sowie Zyklenfestigkeit und verstärkter Robustheit. Hinzu kommen kurze Ladezeiten und ein besonders geringes Risiko der Überhitzung. Insgesamt überzeugen jedoch sowohl die Lithium-Ionen- als auch Lithium-Eisenphosphat-Speicher mit hoher Sicherheit und maximaler Leistung.

Die Investition in einen Lithium-Ionen-Speicher lohnt sich langfristig. Doch die Entscheidung für oder gegen einen Stromspeicher ist nicht die die einzige, die ein Anlagenbetreiber treffen muss. Hinzu kommt die Frage, welche Art von Speichersystem es sein soll. Die Rede ist hier von der sogenannten Systemtopologie. Dabei lässt sich grundsätzlich zwischen einem AC-System und einem DC-System unterscheiden.

Die Begriffe AC und DC stehen in diesem Zusammenhang für Alternating Current und Direct Current, also Wechselstrom und Gleichstrom. PV-Module erzeugen grundsätzlich Gleichstrom – und auch die Energie in Stromspeichern wird als Gleichstrom gespeichert.

Das Stromnetz läuft allerdings mit Wechselstrom – und so ist auch der Haushaltsstrom Wechselstrom. Aus diesem Grund müssen zwischen dem Dach, auf dem die Solaranlage den Gleichstrom erzeugt, und dem Haushalt, in dem Haushaltsstrom verbraucht wird, so genannte Wechselrichter schalten. Diese sind für die Umwandlung von Gleich- in Wechselstrom zuständig.

Wir erklären dir, was genau es mit den unterschiedlichen Speichersystemen auf sich hat.

AC-seitige Speichersysteme werden auf der Wechselstrom-Seite der Solaranlage installiert. Der Solarspeicher wird somit nicht direkt mit den Solarmodulen verbunden, sondern per zwischengeschaltetem Batterie-Wechselrichter an das Hausstromnetz gekoppelt.

AC-Speichersysteme eignen sich ideal für Speichernachrüstungen, weil sie unabhängig vom PV-Wechselrichter sind und eine Bestandsanlage einfach erweitern. Auch bei Neuinstallationen können sich AC-Systeme dank ihrer Flexibilität durchaus als sinnvoll erweisen. Besprich am besten mit deinem Solarteur, ob diese Lösung auch für dich geeignet ist.

Der erzeugte Gleichstrom wird also zunächst von dem Solar-Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt, wodurch dieser im Haushalt genutzt werden kann. Überschüssiger Strom, der nicht direkt verbraucht wurde, wird von dem Batterie-Wechselrichter erneut in Gleichstrom umgewandelt und im Solarspeicher gespeichert.

Anders als bei AC-seitige Speichersystemen sind bei DC-Speichersystemen Solar- und Batterie-Wechselrichter miteinander vereint. Man spricht daher auch vom sogenannten Hybrid-Wechselrichter.

Der von der Solaranlage erzeugte Gleichstrom wird somit nicht direkt in Wechselstrom umgewandelt, sondern kann zunächst vom Solarspeicher aufgenommen werden. Wird dieser Strom nun im Haushalt benötigt, wird der Speicher mit Hilfe des integrierten Solar-Wechselrichters entladen. Da der Strom somit nur einmal umgewandelt werden muss, fallen die Wandlungsverluste in der Regel geringer aus und das System wird effizienter.

DC-Speichersysteme eignen sich in den meisten Fällen nur für Neuinstallationen, da Bestandsanlagen oft mit herkömmlichen Photovoltaik-Wechselrichtern ausgestattet sind, die keine Hybrid-Funktion haben und daher keinen direkten Anschluss eines Speichers ermöglichen. Insgesamt überzeugt das System neben dem hohen Wirkungsgrad jedoch mit einem geringeren Platzaufwand und einer weniger aufwändigen Installation. Das liegt daran, dass der Batterie-Wechselrichter wegfällt und DC-Speichersysteme so aus weniger Komponenten besteht.

Dabei solltest du jedoch immer beachten, dass bei DC-Speichersystemen der Speicher und der Hybrid-Wechselrichter zwangsläufig nebeneinander platziert sein müssen. Bei AC-Systemen können dagegen Batteriewechselrichter und Batterie getrennt vom PV-Wechselrichter aufgehängt werden, was insbesondere bei Platzproblemen vorteilhaft sein kann.

Während deiner Beratung bei zolar konzentrieren wir uns daher darauf, die optimale Speichergröße in Bezug auf deine Anlagenleistung sowie deinen Verbrauch zu finden.

Blei-Säure- oder Blei-Gel-Batterien haben im Eigenheimbereich bereits seit Längerem ausgedient. Stattdessen kommen heute hochleistungsfähigere Lithium-Ionen-Stromspeicher zum Einsatz. Eine spezielle Form der Lithium-Ionen-Akkus sind dabei die Lithium-Eisenphosphat-Speicher. Beide Technologien werden heute von großen Herstellern verwendet und versprechen hohe Leistung über einen langen Zeitraum.

Vor allem bei neu installierten Solaranlagen kommen dabei heute vermehrt DC-seitige Speichersysteme zum Einsatz. Diese versprechen nicht nur eine einfachere und kostengünstigere Installation. Auch überzeugt ein DC-System in der Regel mit einer besonders hohen Effizienz und damit maximalen Erträgen. Doch auch die Installation eines AC-Speichersystems kann bei Neubauten sinnvoll sein, da es durch eine hohe Flexibilität in Bezug auf den Aufstellort des Systems überzeugt.

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