Darstellung der Wirtschaftlichkeit eines Batteriespeichers im Privathaushalt

Vorgaben: Standart-4-Personen-Privathaushalt, mit Durchschnittswerten berechnet

Ein Erwachsener arbeitet ganztags, außer Haus von 7:30 bis 16:45 Uhr
der zweite Erwachsene arbeitet halbtags, außer Haus von 9:00 bis 14:00 Uhr
die Kinder gehen zur Schule von 7:30 bis 15:00 Uhr (normales Schulsystem)

Diese Familie verbraucht, auch wieder durchschnittlich, ca. 4.000 kWh pro Jahr, was wiederum bedeutet, das täglich zwischen 8 und 15 kWh je nach Anwesenheit der Familienmitglieder und der Jahreszeit. Was weiterhin bedeutet, das durchschnittlich zwischen 200 Watt/h Grundlast und 4 kWh Spitzenlast je Stunde verbraucht wird.

Das Haus ist mit einer 4 kWp-Photovoltaik-Anlage auf dem Dach ausgerüstet. Diese PV-Anlage erzeugt in Deutschland durchschnittlich 900 kWh je kWp installierter PV-Leistung.
Somit werden durchschnittlich 3.600 kWh selbst mit der PV-Anlage erzeugt. Aufgrund des Wetters und des Sonnenstandes je nach Jahreszeit produziert so eine Photovoltiak zwischen 0 und 4 kWh je Stunde und zwischen 0 und 20 kWh pro Tag.

Nach aktuellen Erkenntnissen wird bei dieser Situation ungefähr 70-75 % des selbst-produzierten Stromes ins öffentliche Netz eingespeist und im März 2013 mit 16,28 Eurocent je kWh vergütet. Der Rest des selbst erzeugten Stromes, also 25-30 % oder 1.000 kWh werden direkt im Haus verbraucht und senken den Stromeinkauf von ca. 4.000 kWh auf ca. 3.000 kWh. Da aktuell in Deutschland ein Kilowattstunde elektrischer Energie ca. 27 bis 31 Eurocent, also durchschnittlich 29 Eurocent kostet, erspart die PV-Anlage damit ca. 290 Euro (Stromeinkaufspreis 0,29 Euro/kWh) für den Direktverbrauch. Die nicht direkt zu verbrauchende Sonnenenergie, 2.600 kWh werden zum Preis von 423,28 Euro (EEG-Stromverkaufspreis 0,1628 Euro/kWh) an den Energieversorger verkauft. Somit werden zusammen 713,28 Euro von normal 1.160 Euro jährlichen Stromkosten, gespart und es verbleiben 446,72 Euro an jährlichen Stromkosten.

Um zu vergleichen, wie sich die Investitionskosten zu den Erlösen (oder auch Ersparnissen) verhalten, muss man wissen, das eine 4 kWp-PV-Anlage derzeit ungefähr 8.000 Euro kostet. Ohne eine Verzinsung mit einzubeziehen, ergibt sich damit, das die Investition von 8.000 Euro in ca. 11-12 Jahren über die Erlöse zurückkommt. Bezieht man die entgangene Verzinsung der 8.000 Euro Investitionskosten mit ein, rechnet sich die Investition nach 13-14 Jahren.

Nun soll versucht werden, die selbst erzeugte Energie nicht direkt zu verkaufen, sondern sie in einer Batterie zu speichern, um sie bei Bedarf selbst verbrauchen zu können.

Installiert wird ein 48-Volt-Batteriespeicher mit einer Batteriekapazität von 600 AH, was einer ungefähren nutzbaren Speicherkapazität von 15 kWh entspricht. Da eine genaue Berechnung durch das ständig wechselnde Verhalten der Verbraucher und nicht zu kalkulierendes Wetter fast unmöglich ist, sind alle weiteren Gedanken als Annäherung zu betrachten.

Um den Batteriespeicher nicht unnötig groß auslegen zu müssen, wird es an extrem sonnigen Tagen und fast keinem Verbrauch, da niemand im Hause ist, immer noch zu vereinzelten Einspeisungen kommen. Daraus ergibt sich, das von den möglichen 2.600 kWh, die überschüssig produziert werden, ca. 2.300 kWh gespeichert werden und bei Bedarf verbraucht werden können.

Daraus ergibt sich:

4.000 kWh werden durchschnittlich pro Jahr verbraucht und kosten ohne PV-Anlage ca. 1.160 €uro (4.000 x 29 €-Cent)

4.000 kWh werden durchschnittlich pro Jahr verbraucht, mit einer 4-kWp-PV-Anlage ohne Batteriespeicher können 1.000 kWh direkt bei Erzeugung verbraucht werden, das erspart 290 €uro Stromkauf und 2.600 kWh werden direkt bei Erzeugung an den Energieversorger für 423,28 €uro (2.600 x 16,28 €-Cent EEG-Wert im März 2013) verkauft. Insgesamt müssen abends und in Zeiten wo die Sonne nicht scheint ca. 3.000 kWh Strom für 870 €uro (3.000 x 29 €-Cent) zugekauft werden. Zieht man von den 870 €uro Energiekosten die Einspeisevergütung von 423,28 €uro ab, erhält man die real zu bezahlenden Energiekosten von 446,72 €uro. Dieser Betrag wird aufgrund des immer geringer vergüteten EEG-Stromes kontinuierlich geringfügig steigen.

4.000 kWh werden durchschnittlich pro Jahr verbraucht, mit einer 4-kWp-PV-Anlage mit Batteriespeicher werden 1.000 kWh direkt bei Erzeugung verbraucht, das erspart 290 €uro Stromkauf. Von den weiter selbst produzierten 2.600 kWh können ca. 2.300 kWh direkt bei Erzeugung in den Batteriespeicher eingelagert und bei Bedarf verbraucht werden. Das erspart weiteren Stromkauf in Höhe von 667 €uro (2.300 x 29 Eurocent). Zusätzlich werden ca. 300 kWh selbst erzeugt, können aber nicht selbst gespeichert werden, da der Batteriespeicher voll geladen ist. Diese 300 kWh werden an den Energieversorger für 48,84 €uro (300 x 16,28 €-Cent EEG-Wert im März 2013) verkauft. Da 4.000 kWh an elektrischer Energie gebraucht werden, 1.000 kWh direkt bei Erzeugung und 2.300 kWh über den Batteriespeicher zur Verfügung stehen, müssen immer noch 700 kWh für 203 €uro (700 x 29 €-Cent) an elektrischer Energie vom Energieversorger zugekauft werden. Da aber für 48,84 €uro Strom verkauft wurde, muss dieser Betrag von den 203 €uro für den Stromkauf abgezogen werden. Somit entstehen jährliche Stromkosten von 203 €uro minus 48,84 €uro entsprechend 154,16 €uro.

Erklärung der Werte:

Hat diese exemplarische Familie keine Photovoltaikanlage, hat sie bei einem durchschnittlichen Verbrauch von 4.000 kWh jährliche elektrische Energiekosten von ca. 1.160 Euro.

Hat diese Familie die oben erwähnte 4-kWh-PV-Anlage entstehen noch Energiekosten von jährlich 446,72 Euro. Die Familie hat aber auch im ersten Jahr 8.000 Euro investiert.

Hat diese Familie die 4-kWh-PV-Anlage und einen 48 Volt / 600 AH Batteriespeicher, hat sie noch jährliche Energiekosten von 154,16 Euro. (3.600 kWh werden selbst produziert, 300 kWh werden verkauft und 700 kWh müssen zugekauft werden). Die Familie hat aber auch im ersten Jahr ca. 28.000 Euro investiert (PV-Anlage, Wechselrichter/Batterielader, Kontrollsystem und Batteriespeicher).

Um also die jährlichen elektrischen Energiekosten noch weiter zu senken, müsste sowohl die Photovoltaikanlage als auch der Batteriespeicher erweitert oder im Vorfeld größer gewählt werden. Wobei zu beachten ist, das ein bereits bestehender Batteriespeicher nicht ohne weiteres erweitert werden kann. Viele Batteriearten nehmen es übel, wenn man neue mit älteren Batterien mischt. Bei der Nickel-Eisen-Batterie von Changhong ist dieser Aspekt unwichtig man sollte nur unbedingt eine gleich große Batteriebank parallel schalten. Im aktuellen Fall sollte also bei einer Erweiterung wieder eine 48 Volt / 600 AH Batteriebank gewählen.

Eine betriebswirtschaftliche Berechnung eines PV-Systems mit einem Batteriespeicher sollte man nicht anstreben, da die Vorteile der Unabhängigkeit nicht real monetär zu erfassen sind. Außer das der Betreiber eines solchen Batterie gestütztem Systems nicht in dem Maße von Strompreissteigerungen betroffen ist, wie der normale Verbraucher.

Da es sich bei der Investition in eine Photovoltaikanlage immer um ein langfristiges Investment handelt, sollte man auch bei der Batterie keine kürzere Lebensdauer akzeptieren. Schon allein über die vom EEG vorgegebene Laufzeit von 20 Jahren und den aktuellen Funktionsgarantien von 25 bis 30 Jahren bei Photovoltaikmodulen, kann man davon ausgehen, dass so ein privates Energie-Erzeugungs- und Speichersystem durchaus 25 - 30 bis hin zu 40 Jahren arbeiten kann und sollte. Dem entsprechend sollte die Batterie bzw. der Batterietyp ausgesucht werden. Wir, die Grosol GmbH favorisieren eine in Deutschland bisher kaum bekannte und weltweit fast vergessene Nickel-Eisen Batterie. Anfang des 20. Jahrhunderts von Thomes Alva Edison entwickelt, ist dieser Nass-Batterietyp neben den Blei-Batterien einer der ältesten wiederaufladbaren Sekundär-Batteriearten der Welt. Wobei unter Umweltgesichtspunkten die Nickel-Eisen Batterie eine der umweltfreundlichen Batterien der Welt ist. Sie funktioniert frei von giftigen und schädlichen Materialien und ist zu 100 % recyclebar. Bitte verwechseln Sie die Nickel-Eisen Batterie nicht mit Nickel-Cadmium Batterien die fast zeitgleich von dem Schweden Waldemar Jungner entwickelt wurden und anstelle des Eisens giftiges Cadmium enthalten. In einem Solarsystem können Nickel-Eisen Batterien eine Lebensdauer von mehr als 50 Jahren erreichen.

Innerhalb von 25 Jahren hat die exemplarische Familie ohne Strompreissteigerung kosten von 1.160 Euro x 25 Jahre = 29.000 Euro. Das es aber keine Preissteigerung geben wird, ist unrealistisch. Rechnet man nur eine 5 % jährliche Steigerung entstehen innerhalb der 25 Jahre Energiekosten von 55.363,43 Euro (bei 10% Steigerung wie in den letzten Jahren sogar 114.082,59 Euro)

Mit 4-kWp-PV-Anlage entstehen der Familie bei 5 % Strompreissteigerung immer noch 21.320,65 Euro an elektrischen Energiekosten (bei 10% sogar 43.933,60 Euro).

Hier wird nun die PV-Anlage mit dem Batteriespeicher plötzlich auch unter betriebswirtschaftlichen Gesichtspunkten interessant. In 25 Jahren zahlt diese Familie 7.357,61 Euro bei 5 % Preissteigerung für den zugekauften Strom (15.161,18 Euro bei 10% Steigerung)

Die Familie mit PV-Anlage und Batteriespeicher kann also über die 25 Jahre stabil kalkulieren, da sie bei mit 5 % kalkulierter Preissteigerung nicht viel mehr als 35.000 Euro für ihre elektrische Energie, also den Strom ausgibt. Die Familie, die ihren Strom immer nur gekauft hat, gibt in dieser Zeit mehr als 55.000 Euro für Energie aus und hat dann immer noch kein eigenes Energiesystem.

Abschließend sei noch erwähnt, das nach 25 Jahren weder die Photovoltaik-Anlage kaputt vom Dach fällt, noch der gut ausgewählte Changhong Nickel-Eisen-Batteriespeicher seine Arbeit einstellt. Eine PV-Anlage kann auch 50 oder mehr Jahre gut arbeiten und aktuell existieren und arbeiten noch Nickel-Eisen-Batteriespeicher aus dem Anfang des 20. Jahrhunderts. Diese von Thomas Edison 1903 entwickelte Batterieart ist eine der unverwüstlichsten und stabilsten elektrischen Energiespeicher der Welt. Sie hat zwar nicht die Eigenschaft eines Rennwagens (schnell laden / schnell entladen) dafür ist dieser Batterietyp umweltfreundlich und 100 % recyclebar, da sie keine Schadstoffe enthält. Sollte der Elektrolyt einmal aufgeben, wird er einfach ausgetauscht. Es entstehen keine Materialveränderungen wie es zum Beispiel bei sulfatierten Blei-Säure-Batterien.  Abschließend nimmt ihnen diese Batterie keine Fehlbehandlung übel und überlebt auch entladen mal einen ganzen Winter. Auch der Aufwand an Wartung hält sich in Grenzen.

Nickel-Eisen-Batterien sind genau das Richtige für Ihre Photovoltaikanlage, denn auch bei der Entscheidung zu regenerativen Energien haben Sie sich schon für eine langfristige Investition entschieden.

Sprechen Sie mit Ihrem Energietechniker, bevor Sie Veränderungen im Haus umsetzen, Sie können nicht früh genug mit einer allumfassenden Planung beginnen. Der Wechselrichter in Ihrer neuen oder schon bestehenden PV-Anlage ist das Bindeglied für PV / Hausnetz / Batterie und öffentlichem Stromnetz. Wir bieten Ihnen hier den Wechselrichter / Lader der POWFUTURE Saturn 48/60.