Die Energiestrategie 2050 des Bundes ist in vollem Gange, und die Photovoltaik spielt im Schweizer Strommix eine immer dominantere Rolle. Auf unzähligen Dächern von Einfamilienhäusern, Gewerbehallen und landwirtschaftlichen Betrieben glänzen mittlerweile Solarmodule. Doch diese erfreuliche Entwicklung bringt eine zentrale Herausforderung mit sich, die in der Schweiz intensiv unter dem Begriff der „Winterstromlücke“ und der allgemeinen Netzstabilität diskutiert wird. Die Sonne liefert ihre meiste Energie zur Mittagszeit und in den Sommermonaten, wenn der Strombedarf im Haushalt oft am geringsten ist. Um diesen Überschuss nicht einfach zu tieferen Tarifen ins Netz einzuspeisen, sondern ihn für die Abendstunden oder sonnenarme Tage aufzuheben, rücken Stromspeicher zunehmend ins Zentrum des Interesses. Für viele Anlagenbetreiber ist der Wunsch nach Unabhängigkeit von schwankenden Stromtarifen und die Maximierung des eigenen Verbrauchs der stärkste Antrieb, in eine Speicherlösung zu investieren.
Technologische Grundlagen von PV-Speichern
Wenn wir über moderne Batteriespeicher sprechen, führt aktuell kein Weg an der Lithium-Ionen-Technologie vorbei. Speziell Lithium-Eisenphosphat-Akkus haben sich als absoluter Marktstandard etabliert, da sie als besonders eigensicher, langlebig und zyklenfest gelten. Zwar wird in der Forschung intensiv an Alternativen wie Salzwasserbatterien oder Feststoffakkus gearbeitet, diese besetzen jedoch vorerst noch Nischenmärkte. Bei der Integration eines Speichers in die Hausinstallation unterscheidet man grundsätzlich zwei Architekturen. Bei gleichstromgekoppelten Systemen wird die Batterie direkt zwischen die Solarmodule und den Wechselrichter geschaltet, was besonders bei Neuanlagen extrem effizient ist. Wechselstromgekoppelte Systeme fangen den Strom hingegen erst ab, nachdem er bereits für das Hausnetz umgewandelt wurde. Dieser Ansatz ist etwas verlustreicher, eignet sich aber hervorragend für die Nachrüstung bestehender Solaranlagen. Die Speicherung von Energie endet heute jedoch nicht mehr bei der klassischen Wandbatterie bzw. Wallbox. Intelligente Sektorenkopplung macht das ganze Haus zum Speicher. Dabei wird überschüssiger Sonnenstrom genutzt, um beispielsweise Wärmepumpen oder intelligente Boiler zu betreiben und so die Energie thermisch im Haus zu binden. Eine weitere, rasante Entwicklung ist das bidirektionale Laden in der Elektromobilität. Das E-Auto auf der Einfahrt wird dabei zum gewaltigen, mobilen Heimspeicher, der abends den Strom für den Fernseher und den Herd ins Haus zurückspeisen kann.
Schweizer Fördersystem und rechtliche Rahmenbedingungen
Wer in der Schweiz ein solches System plant, stösst unweigerlich auf das komplexe Thema der Förderungen und Richtlinien. Auf nationaler Ebene liegt der Fokus des Bundes, abgewickelt über die Pronovo, in erster Linie auf der Förderung der reinen Stromproduktion durch die Photovoltaikanlage selbst. Eine flächendeckende, einheitliche Bundesförderung für Heimspeicher existiert auch in diesem Jahr nicht. Dennoch werden Speicherbauer nicht gänzlich im Stich gelassen. Viele Kantone, wie etwa der Thurgau oder Schaffhausen, sowie zahlreiche lokale Energieversorgungsunternehmen haben eigene Subventionsprogramme aufgelegt, um den Ausbau von Speicherkapazitäten in ihrer Region zu unterstützen. Neben der Finanzierung müssen zwingend rechtliche und sicherheitstechnische Rahmenbedingungen eingehalten werden. Die Brandschutzrichtlinien der Vereinigung Kantonaler Feuerversicherungen verlangen klare Konzepte bei der Aufstellung, und der Anschluss ans Netz muss strikt den Niederspannungs-Installationsnormen entsprechen. Ein professioneller Installateur ist hierbei unerlässlich.
Betriebsmodelle und Wirtschaftlichkeit
Besonders spannend wird der Einsatz von Speichern, wenn wir die klassischen Einfamilienhäuser verlassen und auf Mehrparteiengebäude oder ganze Areale blicken. Hier hat sich der Zusammenschluss zum Eigenverbrauch, kurz ZEV, als geniales Betriebsmodell etabliert. Bewohner eines Hauses oder einer Siedlung schliessen sich zusammen, um den lokal produzierten Solar- und Batteriestrom gemeinsam zu nutzen. Das senkt nicht nur die Stromrechnungen der einzelnen Mietparteien, sondern entlastet durch geringere Netznutzungskosten das gesamte Stromnetz. Durch die Digitalisierung geht der Trend mittlerweile stark in Richtung virtueller ZEVs, bei denen mehrere, auch räumlich leicht getrennte Liegenschaften über intelligente Zähler und Software-Plattformen vernetzt und abgerechnet werden können.
Ob sich ein Speicher letztendlich finanziell auszahlt, hängt von einer detaillierten Kosten-Nutzen-Analyse ab. Die Investitionskosten pro Kilowattstunde Speicherkapazität sind in den vergangenen Jahren zwar gesunken, stellen aber immer noch einen erheblichen Posten dar. Die Amortisationszeit berechnet sich aus dem Zusammenspiel von sinkenden Einspeisevergütungen und dem eingesparten Strom aus dem Netz, auf den stets hohe Netznutzungsentgelte und Abgaben fällig werden. Ein oft gewünschtes, aber finanziell abzuwägendes Feature ist die Notstromfähigkeit. Wer bei einem Stromausfall im Inselbetrieb weiterhin eine funktionierende Heizung oder Beleuchtung haben möchte, muss in spezielle Umschalteinrichtungen und unterbrechungsfreie Stromversorgungen investieren. Diese Zusatzkosten sollten immer im Verhältnis zur tatsächlichen Ausfallwahrscheinlichkeit des Schweizer Stromnetzes betrachtet werden.
Planung und Auslegung in der Praxis
Damit die Batterie diese Erwartungen erfüllen kann, ist die richtige Planung und Auslegung essenziell. Die Dimensionierung ist eine Gratwanderung: Der Speicher darf nicht zu klein sein, um den Bedarf nicht decken zu können, aber auch nicht überdimensioniert, da er sonst im Winter nie voll wird und im Sommer ungenutzt herumsteht. Als Faustregel orientiert sich die Kapazität eng an der Kilowatt-Peak-Leistung der Solaranlage und dem jährlichen Stromverbrauch des Haushalts. Eine genaue Lastgang-Analyse, die das individuelle Verbrauchsverhalten der Bewohner aufzeichnet, hilft bei der Feineinstellung. Integriert in ein modernes Smart-Home-System weiss der Speicher genau, wann er laden muss und wann er Strom für Grossverbraucher freigibt. Auch der physische Standort im Haus muss klug gewählt sein. Eine Batterie fühlt sich bei konstanten Temperaturen um die 15 bis 20 Grad Celsius am wohlsten. Feuchte, eiskalte Garagen oder Standorte mit direkter Sonneneinstrahlung beeinträchtigen die Lebensdauer massiv, weshalb trockene Kellerräume meist die ideale Wahl sind.