Stromspeicher-Rechner

Wie der Stromspeicher-Rechner die PV-Speicher-Größe bestimmt

Der Rechner kombiniert eine einfache Auslegungsregel mit einer stündlichen Simulation. Du gibst Verbrauch, PV-Leistung, Ertrag, nutzbare Speicherkapazität, Strompreis, Einspeisevergütung, Speicherpreis und Betrachtungsdauer ein; daraus werden Speichergröße, Autarkie, Eigenverbrauch und Wirtschaftlichkeit berechnet.

Für die Auslegung zählt die nutzbare Kapazität des Speichers. Die Brutto-Kapazität aus dem Datenblatt ist dafür nicht maßgeblich, weil davon im Betrieb nicht alles entnommen werden kann. Wenn du Angebote vergleichst, solltest du deshalb immer prüfen, ob der Anbieter Brutto- oder Nutzkapazität nennt.

Die Empfehlung wird aus zwei Grenzen gebildet: einer Grenze aus deinem Jahresverbrauch und einer Grenze aus der PV-Leistung. Der kleinere Wert ist die empfohlene Obergrenze. Beim Beispiel mit 4.000 kWh Jahresverbrauch und 8 kWp PV-Leistung lautet der Rechenweg: Empfehlung = min(1,5 × 4.000 kWh ÷ 1.000; 1,5 × 8 kWp) = 6,0 kWh.

Danach wird nicht nur die Größe ausgegeben. Der Rechner schätzt auch, wie viel Solarstrom du direkt verbrauchst, wie viel in den Speicher geladen wird und wie viel Strom du weiterhin aus dem Netz beziehst. Im gleichen Beispiel ergibt die Simulation bei 8 kWp und 6 kWh Speicher einen PV-Ertrag von 8.464 kWh pro Jahr. Ohne Speicher liegt der Autarkiegrad bei 41 %, mit Speicher bei 79 %. Der Eigenverbrauchsanteil steigt von 19 % auf 39 %.

Die Größenregel stammt von der HTW Berlin und nennt eine Obergrenze, keine garantierte Idealgröße. Die Autarkiewerte stammen aus einer eigenen Modellsimulation: PVGIS-Tageserträge werden mit gemittelten Tageskurven kombiniert, dazu kommt ein synthetisches Haushaltsprofil mit Lastspitzen. Je 95 % Lade- und Entladewirkungsgrad sowie eine Leistungsgrenze von 1 kW je kWh Kapazität sind angenommen. Individuelle Verbrauchsverläufe, Standby-Verluste und Alterung werden nicht erfasst. Deine realen Ergebnisse können deshalb deutlich abweichen.

Stromspeicher Größe berechnen: Warum größer nicht automatisch besser ist

Ein Stromspeicher ist dann gut dimensioniert, wenn er häufig genutzt wird und nicht nur selten voll ausgeschöpft wird. Eine zu kleine Batterie lässt abends noch viel Netzbezug übrig. Eine zu große Batterie steht dagegen oft ungenutzt herum, vor allem in Monaten mit wenig PV-Ertrag.

Das sieht man gut am Vergleich für 4.000 kWh Jahresverbrauch und 8 kWp PV-Leistung. Ohne Speicher liegt die Autarkie bei 41,1 %. Mit 1 kWh steigt sie auf 53,2 %, mit 2 kWh auf 60,5 % und mit 3 kWh auf 67,4 %. Später flacht der Nutzen deutlich ab: Bei 12 kWh werden 84,8 % erreicht, bei 15 kWh 86,1 % und bei 20 kWh 87,3 %.

Auch die Vollzyklen zeigen die abnehmende Nutzung. Bei 1 kWh werden 485 Vollzyklen pro Jahr erreicht, bei 3 kWh sind es 350, bei 12 kWh nur noch 146 und bei 20 kWh 92. Das heißt nicht, dass ein größerer Speicher technisch falsch ist. In diesem Modell liefert er pro zusätzlich eingebauter kWh weniger Nutzen; das Ausmaß hängt vom Verbrauchsverlauf ab.

Für die Wirtschaftlichkeit ist genau dieser Grenznutzen entscheidend. Im Vergleich bringt die erste kWh eine Ersparnis von 138 €, die zweite kWh noch 83 € und die dritte kWh 78 €. Bei 12 kWh liegt der zusätzliche Nutzen nur noch bei 6 €, bei 20 kWh bei 3 €. Deshalb ist die passende PV-Speicher-Größe meist deutlich kleiner als die größte angebotene Batterie.

Was bedeutet der Autarkiegrad beim Batteriespeicher dimensionieren?

Der Autarkiegrad sagt, welchen Anteil deines Jahresverbrauchs du mit PV-Anlage und Speicher selbst deckst. Die Formel lautet in Worten: Direkt verbrauchter Solarstrom plus Batterieentladung, geteilt durch den gesamten Stromverbrauch. Ein hoher Autarkiegrad bedeutet also weniger Netzbezug. Er bedeutet aber nicht, dass du komplett unabhängig bist.

Beim Beispiel mit 4.000 kWh Verbrauch, 8 kWp PV-Leistung und 6 kWh Speicher sinkt der Netzbezug auf 840 kWh pro Jahr. Eingespeist werden trotzdem 5.140 kWh pro Jahr. Das ist typisch: Auch ein gut passender Speicher kann Sommerüberschüsse nicht vollständig in den Winter verschieben.

Die Monatswerte zeigen die Grenze der Rechnung anschaulich. Im Januar werden 175 kWh selbst genutzt und 232 kWh aus dem Netz bezogen. Im April sind es 319 kWh Eigenversorgung und nur 14 kWh Netzbezug. Im Dezember bleiben trotz Speicher 212 kWh Netzbezug. Ein Speicher verschiebt Solarstrom also vor allem vom Tag in den Abend und in die Nacht, aber nicht über lange Zeiträume.

Wenn du die PV-Anlage größer machst, steigt die Autarkie oft nur begrenzt weiter, während mehr Strom eingespeist wird. Bei 4.000 kWh Verbrauch, 10 kWp PV-Leistung und 6 kWh Speicher liegt der Autarkiegrad bei 82 %, der Eigenverbrauchsanteil aber bei 33 %. Der PV-Ertrag beträgt 10.580 kWh pro Jahr, davon gehen 7.132 kWh pro Jahr in die Einspeisung.

Lohnt sich ein Stromspeicher? Preis, Strompreis und Einspeisevergütung einordnen

Ob sich ein Speicher rechnet, hängt nicht nur von der Größe ab. Wichtig sind vor allem Strompreis, Einspeisevergütung, Speicherpreis, nutzbare Kapazität und die Betrachtungsdauer. Die Ersparnis entsteht, weil gespeicherter Solarstrom später Netzstrom ersetzt. Gleichzeitig verzichtest du auf Einspeisevergütung, weil dieser Strom nicht eingespeist wird.

Im Beispiel mit 4.000 kWh Verbrauch, 8 kWp PV, 6 kWh Speicher, 37 ct/kWh Strompreis und 7,7 ct/kWh Einspeisevergütung werden 1.517 kWh pro Jahr zusätzlich selbst genutzt. Daraus ergibt sich eine Ersparnis durch den Speicher von 431,78 € pro Jahr. Bei 500 €/kWh Speicherpreis liegen die Speicherkosten bei 3.000,00 €, die Amortisation bei 6,9 Jahren und die Kosten je gespeicherter kWh bei 13,2 ct/kWh.

Sinkt der Speicherpreis, verbessert sich die Rechnung direkt. Bei 450 €/kWh Speicherpreis bleiben Autarkie, Eigenverbrauch und gespeicherte Energiemenge gleich, die Speicherkosten fallen aber auf 2.700,00 €. Die Amortisation liegt dann bei 6,3 Jahren und die Kosten je gespeicherter kWh bei 11,9 ct/kWh.

Auch der Strompreis wirkt stark. Bei 4.500 kWh Jahresverbrauch, 9 kWp PV-Leistung, 40 ct/kWh Strompreis und 6 kWh Speicher beträgt die Ersparnis 514,78 € pro Jahr. Die Amortisation liegt bei 5,8 Jahren. Bei einer anderen Einspeisevergütung ändert sich ebenfalls der Vorteil des Eigenverbrauchs: Bei 5.000 kWh Verbrauch, 8 kWp PV und 7 ct/kWh Einspeisevergütung ergibt sich mit 6 kWh Speicher eine Ersparnis von 497,43 € pro Jahr.

Die genannten Kosten je gespeicherter kWh setzen eine Betrachtungsdauer von 15 Jahren voraus. Ersparnis und einfache Amortisation werden mit gleichbleibenden Energiepreisen und gleichbleibender Speicherleistung berechnet. Finanzierung, Reparaturen und ein möglicher Austausch fehlen. Die Amortisationszahl ist deshalb keine Zusage zur tatsächlichen Wirtschaftlichkeit.

Typische Fehler bei der PV-Speicher-Größe

Der häufigste Fehler ist, den Speicher nach der PV-Leistung allein auszuwählen. Eine große Anlage erzeugt zwar mehr Strom, aber der Speicher muss auch zum Verbrauch passen. Bei 2.000 kWh Jahresverbrauch und 5 kWp PV-Leistung liegt die empfohlene Obergrenze bei 3,0 kWh. Wird trotzdem ein 5 kWh Speicher eingesetzt, steigt die Autarkie zwar auf 87 %, die Amortisation liegt aber bei 10,1 Jahren und die Vollzyklen bei 174 pro Jahr.

Ein zweiter Fehler ist der Blick auf die falsche Kapazität. Entscheidend ist die nutzbare Speicherkapazität. Wenn im Angebot nur eine größere Brutto-Kapazität steht, wirkt der Speicher attraktiver, als er in der Rechnung tatsächlich ist.

Ein dritter Punkt betrifft Zusatzverbraucher. Wärmepumpe und E-Auto haben andere Lastprofile als ein normaler Haushalt. Wenn du deren Verbrauch einfach in den Jahresverbrauch einrechnest, kann die passende Größe verzerrt werden. Die ausgegebenen Autarkiewerte sind für diese zusätzlichen Verbraucher nicht belastbar. Plane sie mit einem passenden zeitlichen Verbrauchsprofil und einer darauf abgestimmten Simulation.

Außerdem solltest du Sommer und Winter nicht verwechseln. Im April kann ein Speicher sehr viel Netzbezug vermeiden. Im Dezember bleibt bei vielen Haushalten trotzdem Netzbezug übrig, weil die PV-Anlage weniger liefert. Ein sehr großer Speicher löst dieses saisonale Problem kaum, weil er nicht monatelang voll gehalten wird.

Praktisch ist daher: erst den normalen Haushaltsverbrauch prüfen, dann die PV-Leistung und den realistischen PV-Ertrag eintragen, anschließend verschiedene Speichergrößen vergleichen. Achte besonders auf Autarkie, Vollzyklen, Ersparnis und Amortisation. Wenn zusätzliche kWh kaum noch Ersparnis bringen, ist die größere Variante meist eher Komfort als Wirtschaftlichkeit.