AC- oder DC-Speichersystem? Worin liegen die Unterschiede und welche Auswirkungen haben diese?

 

Allgemeine Vorteile von Photovoltaik-Anlagen inkl. Speichersystemen

Wie man beim Erkunden unserer Website bzw. unserer Social Media-Kanälen erkennen kann, sind wir ein klarer Fan von Speichersystemen. Gerade jetzt, wo Energie immer teurer wird und die Einspeisevergütung immer geringer wird, sind wir der Meinung, dass eine Photovoltaikanlage ohne Stromspeicher nicht sinnvoll ist. Denn nur so gelingt es dem Betreiber einer eigenen Stromgewinnungsanlage den Großteil des Sonnenstroms auch selbst zu nutzen, indem dieser zwischengespeichert werden kann.

Nicht nur das Kosteneinsparungspotential erscheint attraktiv, auch die damit verbundene Unabhängigkeit vom Energieversorger motiviert viele Eigenheimbesitzer, seine Immobilie mit einem Photovoltaik-System auszustatten. Natürlich darf nicht darauf vergessen werden, dass jede gewonnene Kilowattstunde Strom auch emissionsfrei und daher auch ein sinnvoller Beitrag für die Umwelt ist.

Auch am Markt ist die wachsende Beliebtheit von Photovoltaik-Speichern nicht zu übersehen, da das Angebot immer umfangreicher wird. Diese Tatsache ist u. a. ein Grund für immer weiter sinkenden Preise der Systeme. Der Nachteil dabei ist, dass man durch die große Auswahl aber schnell den Überblick verliert. Denn viele preisen ihr System als das einzig Wahre mit einzigartigen Funktionen an. Dadurch ist es für  viele Interessenten nicht einfach, das richtige Speichersystem für sich auszuwählen.

Daher werden auch in diesem Beitrag die generelle Funktionsweise von Stromspeicher erklärt und warum es wichtig ist, hier den Unterschied zwischen AC- und DC-Speichersystemen zu kennen.

 

Lithium-Ionen-Speicher

Vielen Photovoltaik-Interessenten, die sich vor Jahren schon einmal mit dem Thema befasst haben, ist bekannt, dass Speichersysteme teuer bzw. nicht wirtschaftlich waren. Doch hier hat sich einiges getan. Einer der Gründe wurde zuvor schon erwähnt. Einfamilienhäuser werden heutzutage oft mit Photovoltaik-Systemen ausgestattet. Hierbei werden in der Regel fast nur mehr Lithium-Ionen-Akkus und keine Blei-Säure oder Blei-Gel-Akkus mehr verwendet. Wodurch die Preise dieser Technologie stark gesunken sind. Denn umso größer das Angebot am Markt, umso geringer werden auch die Systemkosten.

Diese Technik hat sich deshalb durchgesetzt, da Lithium-Ionen-Speicher meistens deutlich öfter auf- und entladen werden können und somit die nutzbare Kapazität über die Jahre nur wenig abflacht. Besonders beeindruckend ist hier der hohe Wirkungsgrad von bis zu 95 Prozent und die hohe Anzahl von über 10.000 Ladezyklen. Diese Eigenschaften sind mit einer deutlich höheren Leistung über einen längeren Zeitraum als bei der Blei-Technologie verbunden. Denn diese waren in Regelfall auf nur rund 3.000 Zyklen ausgelegt. Auch der Wirkungsgrad liegt hier bei unter 90 Prozent, wodurch die Technologie der Lithium-Ionen-Speicher nochmal wesentlich effektiver ist.

Diese Technologie ist jedoch nichts Neues, die nicht nur bei Solarspeichern zum Einsatz kommen. Sie werden auch bei anderen elektronischen Geräten wie z. B. Handys eingesetzt. Hier werden die Lithium-Ionen von der positiven zur negativen Elektrode geleitet, wo sie bis zu ihrer Entladung verbleiben. Die flexible Einsatzfähigkeit von Lithium-Ionen-Akkus hat sie ihren leichten Bestandteilen zu bedanken, welche in der Regel Mangan, Nickel und Cobalt sind. Darüber hinaus sind diese auch sehr leistungsfähig.

 

Lithium-Eisenphosphat-Speicher

Aber auch diese Technik wurde etwas weiterentwickelt. Anstatt der herkömmlichen Lithium-Kobaltoxid-Kathode kommt hier die Lithium-Eisenphosphat-Kathode zum Einsatz. Die (negative) Elektrode besteht hier dann meist aus Graphit oder speziell behandeltem Kohlenstoff. Diese Weiterentwicklung zum Vorgänger hat den positiven Effekt, dass diese hohe Entladungsströme sowie eine Zyklenfestigkeit und eine verstärkte Robustheit aufweisen. Auch kurze Ladezeiten und ein besonders geringes Risiko der Überhitzung können hier verzeichnet werden. Beide Speichersysteme (Lithium-Ionen und Lithium-Eisenphosphat) besitzen jedoch die wesentlichen Eigenschaften wie eine hohe Sicherheit und maximale Leistungsfähigkeit.

 

Was steckt nun hinter dem AC- und dem DC-Solarspeicher?

Ein weiterer Unterschied, der beim Kauf eines Stromspeichers beachtet werden soll, ist die Art oder besser, die Systemtechnologie des Speichersystems. Hierbei wird grundsätzlich zwischen einem AC-System und einem DC-System unterschieden.

Die Begriffe AC (Alternating Current) und DC (Direct Current) stehen für Wechselstrom und Gleichstrom. Wie wir schon im Physikunterricht gehört haben, werden die meisten Geräte wie der Fernseher, die Mikrowelle oder der Haartrockner mit Wechselstrom betrieben. Also über die „normale“ Steckdose im Haushalt. Auch im öffentlichen Stromnetz befindet sich Wechselstrom. Photovoltaik-Module wandelt jedoch die gewonnene Sonneneinstrahlung in Gleichstrom um, welcher auch in dieser Form im Stromspeicher eingespeichert wird. Aus diesem Grund muss der Gleichstrom mittels eines Wechselrichters umgewandelt werden, um diesen dann auch im Haushalt benutzen zu können.

 

AC-Speichersysteme

Dieses wird nicht direkt mit den Photovoltaik-Modulen verbunden, sondern per zwischengeschaltetem Batterie-Wechselrichter an das Hausstromnetz gekoppelt. Wie zuvor schon erwähnt, entsteht bei der Umwandlung von Sonnenenergie Gleichstrom und wird direkt über den Solar-Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt. Dieser kann somit direkt im Haushalt genutzt und verbraucht werden. Der überflüssige Strom, der nicht verwendet wird, fließt über den Batterie-Wechselrichter, wird erneut in Gleichstrom umgewandelt und im Speicher eingespeichert.

Diese Art von Speichert eignet sich perfekt dafür, wenn bestehende Photovoltaik-Anlagen mit einem Speicher nachgerüstet werden sollen, da beide Wechselrichter unabhängig voneinander arbeiten. Auch bei Platzproblemen sind AC-Speichersysteme von Vorteil, da die zwei Wechselrichter und die Batterie nicht unbedingt an einem Platz hängen müssen.

 

DC-Speichersystem

Der große Unterschied, der sich beim DC-Speichersystem zeigt, ist, dass hier beide Wechselrichter vereint sind. Hier spricht man auch von einem Hybrid-Wechselrichter. Die Vorteile dabei sind, dass dieser einen Anschluss für die Module und Speicher aufweist, weniger Platz benötigt und die Installation aufgrund der geringeren Komponentenanzahl weniger aufwändig ist.

 

unterschied zwischen dc und ac stromspeicher system

 

Wird nun Gleichstrom erzeugt, wird dieser hier auch über den Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt, damit er direkt verbraucht werden kann. Jener Strom, der aber im Moment nicht gebraucht wird, fließt direkt in den Speicher. Dieser wird erst bei Bedarf (wenn die Anlage in diesem Moment keinen oder zu wenig Strom liefert) aus dem Speicher über denselben Wechselrichter ins Haushaltsnetz geführt. Dies hat den Vorteil, dass der Strom in beiden Fällen (direkte und spätere Nutzung) nur einmal mit dem Wechselrichter umgewandelt werden müssen und dadurch die Umwandlungsverluste auch nur einmal anfallen.

Logischerweise ist dieses System effizienter und es kann mehr Strom aus der Anlage für den Haushalt selbst verwendet werden. Der Nachteil dabei ist, dass diese Art von Speichersystem oft nur bei Neuinstallationen eingesetzt werden können, da Bestandsanlagen im Normalfall mit einem einfachen und keinem Hybridwechselrichter ausgestattet wurden. Dies ist aber vom Speicherhersteller abhängig! Weiters muss bedacht werden, dass der DC-Speicher und der Hybrid-Wechselrichter direkt nebeneinander platziert werden müssen.

Der größte Unterschied beim DC-Speichersystem ist jedoch, dass aufgrund des Hybrid-Wechselrichters im Fall eines Netzausfalls (Blackout) eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV-Funtkion) ermöglicht wird. Zusätzlich können bis zu drei Verbraucher direkt über die Notstromsteckdose oder über eine optionale Backup-Box das Hausnetz versorgt werden. Herkömmliche Photovoltaik-Anlagen mit AC-Speichersystemen schalten sich in diesem Fall ab. Durch die direkte Kopplung bei DC-Speichersystemen, geht weniger Energie verloren (Wandlungsverluste) und der Akku kann nachgeladen im werden.

 

Fazit

Die leistungsstarke Technologie von Lithium-Ionen- oder Lithium-Phosphat-Speichern hat die Blei-Technologie längst vom Markt verdrängt. Der Unterschied zwischen AC- und DC-Speichersystemen wurde detailliert erklärt und nicht ohne Grund werden auch DC-Speichersysteme immer häufiger installiert. Vor allem überzeugen sie mit einer höheren Effizienz und daher mit höheren Erträgen!

Auch wenn Stromausfälle in den letzten Jahren zur Seltenheit geworden sind, gibt es einige Gründe, dass es in den nächsten Jahren wieder mehr werden. So muss jeder selbst entscheiden, wie wichtig es einem ist, dass seine eigene Anlage auch bei Netzausfall (des öffentlichen Netzes) mit elektrischer Energie versorgt wird. Wollen Sie sich aber in Sicherheit wägen, ist das DC-Speichersystem die Lösung.

Wie der Firmenname EEG Autark schon verrät, ist uns die Unabhängigkeit vom Energieversorger sehr wichtig und setzen daher nur auf Photovoltaik-Systeme mit Speicher. Inwieweit unabhängig Sie werden können, erfahren Sie bei unserer kostenlosen Beratung!

 

Dieser Beitrag wurde verfasst von: Tatjana Rahman