Bei der Installation einer Solaranlage in den USA ist in der Regel kein separater Speicher erforderlich, sondern die Anlage wird parallel zum Stromnetz angeschlossen. Das Stromnetz übernimmt dabei die Funktion eines Speichers: Tagsüber wird der Solarstrom, der nicht verbraucht wird, ins Netz eingespeist; nachts erzeugt die Solaranlage keinen Strom, der dann vom Netz bezogen wird. Nach einem Jahr ergibt sich eine Gesamtbilanz: Produziert Ihre Solaranlage mehr Strom ins Netz, als Ihr Haushalt verbraucht, wird der Überschuss sogar ins Netz eingespeist. Allerdings ist der Einspeisepreis etwas niedriger. Verbrauchen Sie hingegen mehr Strom aus dem Netz, als Ihre Solaranlage einspeist, müssen Sie die Differenz zum gleichen Preis wie zuvor vom Netz beziehen.
Wann muss die Batterie konfiguriert werden?
1. Zusätzliche Stromversorgung
Netzinstabilität oder häufige Stromausfälle:Wenn das Stromnetz in Ihrer Region instabil ist oder es häufig zu Stromausfällen kommt, kann die Konfiguration der Batterie eine kontinuierliche Stromversorgung gewährleisten.
Höhere Strompreise während der Netznutzungszeiten:Die Nutzung gespeicherter Elektrizität während der Spitzenzeiten der Strompreise kann die Stromkosten senken.
In den beiden oben genannten Fällen muss das Solarenergiesystem weiterhin parallel zum Stromnetz geschaltet werden; nur zu einem bestimmten Zeitpunkt muss die Batterieleistung genutzt werden, daher muss ihre Kapazität nicht zu groß ausgelegt sein, sie kann 12 Stunden lang ausreichen.
2. Unabhängige Energieversorgung
Kein Netzanschluss (Inselunabhängiges System):In einigen abgelegenen Gebieten, die nicht an das Stromnetz angeschlossen sind, ist die Solaranlage völlig netzunabhängig (Off-Grid-System). Die Batterie ist natürlich notwendig, um den tagsüber erzeugten Strom zu speichern, damit er nachts oder bei unzureichendem Licht genutzt werden kann.
In diesem Fall ist die Solaranlage komplett netzunabhängig und muss sich während der Stunden, in denen die Solaranlage keinen Strom erzeugen kann, vollständig auf die Batterie verlassen. Daher muss ihre Kapazitätskonfiguration groß genug sein, um mindestens 2-3 Tage zu überbrücken.
Umweltanforderungen für die Lagerung von Batterien:
Temperaturregelung:Batterien müssen in einer relativ stabilen Temperaturumgebung gelagert werden, um ihre Effizienz zu erhalten und ihre Lebensdauer zu verlängern.
Belüftung:Bei manchen Batterietypen können während des Lade- und Entladevorgangs Wärme oder Gase entstehen, daher ist eine gute Belüftung erforderlich.
Trocken und sicher:Der Lagerraum sollte trocken sein, um Feuchtigkeitsschäden an der Batterie zu vermeiden, und für Kinder und Haustiere unzugänglich sein, um Sicherheitsrisiken auszuschließen.
Einfacher Zugang:Zur Wartung und Inspektion sollte die Batterie an einem leicht zugänglichen Ort angebracht werden.
Kapazität der Solaranlage:Für ein vollständig netzunabhängiges System ist eine ausreichende Solarpanel-Kapazität erforderlich, um genügend Strom zu erzeugen, was die anfänglichen Investitionskosten erhöht.
Installationskosten:Die Kosten für die Installation der Solaranlage und des Batteriesystems müssen ebenfalls berücksichtigt werden.
Geografische Lage und Sonneneinstrahlung:Dies wirkt sich auf den Wirkungsgrad der Solarmodule und die erzeugte Strommenge aus, was wiederum die benötigte Kapazität der Solarmodule und der Batterie beeinflusst.
Batteriekostenmessung
Die Kosten der Batterie hängen von ihrer Kapazität, der Marke und der Art des Netzanschlusses ab. Neben den Kosten der Batterie selbst müssen auch die Kosten für die Installation und die Systemintegration berücksichtigt werden.
Nehmen wir an, ein Haushalt hat einen jährlichen Stromverbrauch von 10.000 kWh (10.000 Kilowattstunden). Der durchschnittliche tägliche Stromverbrauch läge dann bei etwa 27,4 kWh (10.000 kWh / 365 Tage).
Die Kosten einer Batterie hängen von ihrem Typ und ihrer Marke ab. Beispielsweise kosten die heute auf dem Markt erhältlichen Lithium-Ionen-Batterien etwa 500 bis 1000 US-Dollar pro kWh.
Hier sind die Einzelmessungen.
1. Batteriekosten für die zusätzliche Stromversorgung
Anforderungen an die Batteriekapazität:Wird die Batterie nur zur Überbrückung kurzfristiger Stromausfälle und hoher Strompreise genutzt, muss sie nicht den gesamten durchschnittlichen Tagesstromverbrauch abdecken. Bei einer benötigten Notstromversorgung von 12 Stunden beträgt die erforderliche Batteriekapazität etwa 13,7 kWh (27,4 kWh / 2).
Batteriekosten:Die Gesamtkosten einer Lithium-Ionen-Batterie liegen beispielsweise zwischen 6.850 $ (500*13,7) und 13.700 $ (1000*13,7).
2. Kosten von Lithiumbatterien für autarke Stromversorgung
Die Batterien müssen über ausreichende Kapazität verfügen, um den Strombedarf für einige Tage zu decken, insbesondere bei anhaltend bewölktem oder regnerischem Wetter. Geht man von einem dreitägigen Standby-Betrieb aus, so sind mindestens 82,2 kWh (27,4 kWh x 3 Tage) Batteriekapazität erforderlich.
Die Gesamtkosten belaufen sich daher auf 41.100 bis 82.200 US-Dollar.
Zusammenfassend
Der Einbau einer Lithiumbatterie bringt mehr Flexibilität und Unabhängigkeit für das Solarsystem mit sich, führt aber auch zu zusätzlichen Kosten und einem höheren Wartungsaufwand.
Die Notwendigkeit von Batterien sollte anhand des Strombedarfs, der finanziellen Situation und der örtlichen Stromversorgung beurteilt werden.
