Nebelschwaden ziehen über die Felder der ländlichen Gemeinde Groß Godems bei Schwerin. Es ist kalt an diesem Novembermorgen. Deshalb hat René Weis die Kabel für die Speicherinstallation vorsorglich schon am Vorabend im Haus gelagert. Jetzt sind sie warm und können leicht verarbeitet werden, ohne dass Kabelbrüche zu befürchten sind. Weis ist Techniker und Geschäftsführer beim Installationsbetrieb Ja-Solar. Zusammen mit seinem Kollegen Torsten Jarchow, der ebenfalls Geschäftsführer bei Ja-Solar ist, installiert er heute ein Speichersystem für Solarstrom, und zwar in seinem eigenen Haus.
Einerseits hat sich Familie Weis dafür entschieden, weil sie sich davon eine rentable Investition verspricht. Mit der Möglichkeit, den eigenen Solarstrom vom Dach zu speichern, macht sich die Familie ein Stück weit unabhängiger vom örtlichen Energieversorger und damit auch von künftigen Strompreiserhöhungen. Andererseits geht es Techniker Weis auch darum, Erfahrungen mit der Installation und dem Betrieb eines Speichersystems zu sammeln. Denn er und seine Kollegen wollen das SOLiberty-System demnächst auch ihren Kunden anbieten.
„Wir wollen wissen, was wir verkaufen“, sagt Jarchow. „Und wir wollen unseren Kunden mit realen Zahlen zeigen können, was das Speichersystem leistet und wie viel Prozent Eigenverbrauch beziehungsweise Autarkiegrad man damit erreichen kann.“ Aus diesem Grund testet das Installationsunternehmen das Speichersystem von Solon bereits seit fünf Monaten in den Räumlichkeiten des eigenen Betriebs. Das zweite Testobjekt im Haus der Familie Weis soll nun Aufschluss über den Nutzen des Speichers in einem Einfamilienhaus geben.
Als Erstes transportieren Weis und Jarchow den Schaltschrank des Speichersystems von der Ladefläche ihres Transporters in den Hauswirtschaftsraum im Erdgeschoss des Hauses. Der Schrank ist mit einem Gewicht von ungefähr 50 Kilogramm nicht ganz leicht. Da es auf dem Weg zum Aufstellungsort aber keine Treppen oder andere Hindernisse zu überwinden gilt, können die beiden Installateure den Schaltschrank problemlos zum Zielort tragen. Für die Montage befestigen sie dann die nötigen Schrauben in der Wand, hängen das System ein und richten es mit einer Wasserwaage aus. Hier ist Teamarbeit gefragt, denn für eine einzelne Person wäre dieser Arbeitsschritt aufgrund von Größe und Gewicht des Schaltschranks nur schwer durchzuführen.
Transport zum Aufstellungsort
Das zweite Bauteil des Speichers, das Akkusystem, ist mit 360 Kilogramm deutlich schwerer als der Schaltschrank. Der Transport ist trotzdem einfacher, da es nicht in einem Stück transportiert werden muss. Der Batterieteil besteht aus 24 Blei-Säure-Akkus mit einem Gewicht von jeweils rund 15 Kilogramm. Diese werden dann einzeln zum Aufstellungsort getragen und erst dort miteinander in Reihe geschaltet. Um das Akkusystem auch nach der Verschaltung noch einigermaßen flexibel im Hauswirtschaftsraum hin und her bewegen zu können, arrangieren die Ja-Solar-Techniker die Akkus direkt auf einem rollbaren Untersatz. Das erleichtert zum Beispiel den späteren Anschluss des Akkusystems an den Schaltschrank.
Es gibt unterschiedliche Technologien für Blei-Akkus. Das SOLiberty-System arbeitet mit einem geschlossenen Blei-Säure-Akku. Daher gelten besondere Anforderungen an den Raum, in dem der Speicher aufgestellt wird, und an die Wartung des Systems. Blei-Säure-Akkus neigen beispielsweise bei erhöhter Spannung zum sogenannten Ausgasen. Das bedeutet, dass das in der Elektrolytflüssigkeit enthaltene Wasser zu den Gasen Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten wird, die dann in den Raum entweichen. Daher sollten Installateure in jedem Fall die nötigen Norm-Anforderungen für den Aufstellungsort von Blei-Säure-Batterien beachten und sich genau an die Installationsanleitung des Herstellers halten. Für das SOLiberty gilt laut Installationsanleitung beispielsweise, dass im Raum ein Luftaustausch von mindestens 8,5 Kubikmeter pro Stunde gewährleistet werden muss. Werden aber alle Anforderungen erfüllt, gilt die Aufstellung von Blei-Säure-Akkus auch in Wohnhäusern als sicher.
Eine andere Folge der Ausgasung ist, dass der Pegel der Elektrolytflüssigkeit sinkt. Daher muss regelmäßig destilliertes Wasser nachgefüllt werden, normalerweise einmal pro Jahr. Um dem Absinken des Elektrolytpegels ein Stück weit entgegenzuwirken, bietet Solon optional sogenannte Rekombinationskappen an. Diese werden auf die einzelnen Akkuzellen aufgeschraubt und bewirken, dass sich ein Teil des aufgespaltenen Wasser- und Sauerstoffs wieder zu Wasser verbindet und in die Elektrolytflüssigkeit des Akkus zurücktropft. Mit diesen Rekombinationskappen muss die Batterie dann nicht mehr jedes Jahr, sondern nur noch alle zwei Jahre gewartet und mit destilliertem Wasser aufgefüllt werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Belüftungsanforderungen damit halbiert werden.
Ein anderer Punkt, den es bei Blei-Säure-Akkus zu beachten gilt, ist die geringere Entladetiefe. Im Gegensatz zu Lithium-Batterien, die bis zu 70 oder 80 Prozent, teilweise sogar vollständig entladen werden können, sollte man Blei-Batterien nicht über 50 Prozent entladen, weil sich sonst die Lebensdauer des Akkus deutlich verkürzen würde. Das bedeutet für das Solon-System, dass von der Nennkapazität von 24 Kilowattstunden effektiv 12 Kilowattstunden genutzt werden können. Um dies zu gewährleisten, hat Solon das System mit einem Entladeschutz ausgestattet, so dass sich der Betreiber nicht selbst darum kümmern muss, wie tief die Akkus entladen werden. Solon gibt an, mit einer Entladetiefe von 50 Prozent eine Zyklenlebensdauer von 3.200 Zyklen zu erreichen. Wird der Akku nur zu 30 Prozent entladen, seien 4.200 Zyklen möglich, bei einer Entladetiefe von 20 Prozent seien es bis zu 5.000 Zyklen. Nachdem die genannte Zyklenzahl erreicht ist, habe der Akku dann noch eine Restkapazität von 80 Prozent der Ausgangskapazität.
Die für den Eigenverbrauch ausgelegte Photovoltaikanlage auf dem Dach eines Nebengebäudes des Wohnhausesder Familie Weis hat eine Leistung von 3,6 Kilowatt. Sie wurde bereits im Jahr 2010 installiert. Daher bekommen die Nutzer auch für selbst verbrauchten Solarstrom eine feste Vergütung. Die Dachfläche des Nebengebäudes ist nach Osten ausgerichtet und hat eine Neigung von ungefähr 45 Grad. Deshalb haben sich die Installateure dafür entschieden, Dünnschichtmodule zu verwenden. „So haben wir trotz der ungünstigeren Ausrichtung sehr gute Erträge von der Fläche“, sagt Weis. Am Standort Groß Godems bringt die Anlage Erträge zwischen 3.000 und 3.200 Kilowattstunden pro Jahr.
Abgesehen von der Leistung der Solaranlage ist auch das Verbrauchsverhalten der Hausbewohner von Bedeutung für die Performance des Speichersystems. Die Kinder der vierköpfigen Familie Weis gehen noch zur Schule. Beide Eltern sind berufstätig. Daher ist klar, dass ein Großteil des Strombedarfs nicht mittags anfällt, sondern nachmittags und abends, wenn weniger Sonne scheint oder sie schon ganz untergegangen ist. „Unser Stromverbrauch liegt im Jahr bei maximal 4.500 Kilowattstunden“, sagt Weis. „Das ist ein relativ durchschnittlicher Verbrauch hier auf dem Land.“ Pro Tag entspricht das ungefähr elf bis zwölf Kilowattstunden. Damit wird unter anderem auch der Stromverbrauch der Pumpe für die Solarthermieanlage abgedeckt. „An manchen Tagen verbrauchen wir auch mehr Strom, zum Beispiel wenn ich mal wieder Holz säge“, sagt Weis. An einem guten Tag könnten aber bis zu 70 Prozent des Strombedarfs mit der Kombination aus Photovoltaikanlage und Speichersystem gedeckt werden.
Da der Jahresstromverbrauch der Familie größer ist als die erzeugte Menge Solarstrom, wird der Autarkiegrad wahrscheinlich nicht außergewöhnlich hoch sein. Dafür lassen sich aber hohe Eigenverbrauchswerte erzielen. Wie viel Eigenverbrauch am Ende wirklich realisiert werden kann, ist ohne Erfahrung im Vorhinein nur schwer zu sagen. Schon ohne den Speicher liegt die Eigenverbrauchsquote der Weis‘ aber zwischen 30 und 40 Prozent. „Wir schätzen, dass wir mit dem SOLiberty nun ungefähr 70 Prozent Eigenverbrauch erreichen“, sagt Weis. Das komme aber auch noch ein bisschen auf das Verbrauchsverhalten an.
System anschließen
Nachdem der Schaltschrank ordnungsgemäß an der Wand montiert ist, beginnt Jarchow mit der Verkabelung. Dafür schaltet er zunächst die Hauptsicherung des Gebäudes aus, da alle Arbeiten im stromlosen Zustand durchgeführt werden. „Ein Grund, warum wir uns für das SOLiberty entschieden haben, ist, dass es ein sehr einfaches System ist“, erklärt Jarchow. „Es gibt hier keine Schnittstellenprobleme und auch keine komplizierte Steuerung. Die Installation ist für jeden normalen Elektriker eigentlich fast eine Banalität.“ Um zu regeln, wann die Batterie geladen oder entladen werden soll, muss der Energiemanager des Geräts die einzelnen Stromflüsse kennen. Da das Speichersystem die Daten der eingebauten Stromzähler nicht auslesen kann, misst es die Ströme selber. Deshalb wird das Speichersystem zwischen Produktionszähler, Hausnetz und den Einspeise- und Verbrauchszähler geschaltet.
Der Installateur muss also drei Anschlüsse ändern. Er legt ein Kabel vom Produktionszähler zum Speicher, über das der Solarstrom fließt. Er unterbricht die Verbindung vom Hausnetz zu dem Verrechnungszähler, der misst, welche Energie in das Netz eingespeist oder aus dem Netz verbraucht wird. Dann verbindet Jarchow den Verrechnungszähler mit dem Speichersystem und schließt im letzten Schritt das Hausnetz an das Speichersystem an.
Ein weiterer Grund, warum die Installationsfirma Ja-Solar ihren Kunden
ausgerechnet das SOLiberty verkaufen möchte, ist der Preis „Das Preis-Leistungs-Verhältnis ist einfach sehr gut“, sagt Jarchow. „Nach unserer Recherche ist das System von Solon derzeit das günstigste.“ Dass manche über die ältere Bleitechnologie schimpfen würden, die das System verwendet, ist für Jarchow nicht entscheidend. „Wir müssen einfach schauen, was bezahlbar ist, denn wir wollen die Lösung schließlich jetzt anbieten.“ Außerdem sind Blei-Akkus eine bewährte Technologie und können im Gegensatz zu neueren Lithium-Akkus zu fast 100 Prozent recycelt werden, was ein Plus in Sachen Umweltverträglichkeit ist.
Mit der Rendite wie bei einer herkömmlichen Solaranlage würde Jarchow gegenüber Kunden allerdings nicht argumentieren, sagt er. Es gehe ja eher um eingesparte Kosten und nicht um dazuverdientes Geld. Das kann sich aber nach einer Berechnung von Ja-Solar trotzdem lohnen. „Mit der Photovoltaikanlage produzieren wir Strom für ungefähr 12 bis 13 Cent pro Kilowattstunde“, erklärt Jarchow. „Die Stromspeicherkosten belaufen sich hier über die nächsten 20 Jahre gerechnet auf ungefähr 10 bis 12 Cent pro Kilowattstunde. Das bedeutet, wir kommen inklusive Speicher auf Stromgestehungskosten von ungefähr 22 bis 25 Cent.“ Beim aktuellen Strompreis ergebe sich damit zwar kein unbedingter wirtschaftlicher Vorteil, gesteht Jarchow ein. Perspektivisch sei aber klar, dass die Strompreise in Zukunft weiter steigen werden, während die Stromgestehungskosten des Solarstroms über die nächsten 20 Jahre praktisch eingefroren bleiben. „Damit rechnet sich die Investition in Zukunft, und das ist für uns im Moment Argumentation genug. Wir wollen jetzt installieren, um zukünftig unabhängig zu werden.“
Richtige Phase wählen
Nachdem das Speichersystem in das Hausnetz integriert ist, müssen Jarchow und Weis nun noch alle Verbraucher, die mit Strom aus dem Speicher versorgt werden sollen, an die Phase L1 anschließen. Im Gegensatz zu manchen anderen auf dem Markt erhältlichen Systemen kann das Gerät zwar Strom von allen drei Stromphasen in die Batterie laden, aber nur auf einer Phase Strom in das Hausnetz einspeisen. Dies bedauert Jarchow ein wenig. Dadurch können zum Beispiel nicht alle Herdplatten mit Speicherstrom betrieben werden, da diese in der Regel an drei verschiedene Phasen angeschlossen werden, um eine eventuelle Schieflast zu vermeiden.
Die Aufgabe besteht nun darin, herauszufinden, welche Elektrogeräte und Stromkreise an die Stromphase L1 angeschlossen werden müssen, um das Speichersystem bestmöglich auszunutzen. Jarchow rät, sich zunächst mit dem Kunden darüber zu unterhalten, wann und wo im Haus am meisten Strom verbraucht wird. Dann könne man je nachdem schon mal Wohnzimmer und Kinderzimmer an L1 anschließen.
Für die endgültige Zuweisung der Phasen sollte der Installateur aber drei bis vier Wochen nach der Erstinstallation noch einmal überprüfen, auf welchen Phasen wie viel Strom verbraucht wurde und wie viel Last tatsächlich an den einzelnen Phasen anliegt. Für die Endinbetriebnahme verlangt die Installationsanleitung von Solon ohnehin, das Speichersystem nach dieser Zeit noch einmal zu prüfen und die Blei-Säure-Akkus gegebenenfalls mit destilliertem Wasser nachzufüllen. Dann könnte gleichzeitig auch die letzte Feinabstimmung des Systems vorgenommen werden.
