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Solarstrom speichern und selbst nutzen

Solarstrom speichern und selbst nutzen

Immer mehr private Haushalte und Unternehmen setzen auf die Sonne als günstige und saubere Stromquelle. Doch was ist, wenn an sehr sonnigen Tagen mehr Strom erzeugt wird, als für den Eigenbedarf nötig ist? Ins öffentliche Netz einzuspeisen, lohnt sich kaum noch. Selbst speichern dagegen schon. Wir erklären, wie es funktioniert.

Mehr Unabhängigkeit vom Strommarkt
Die Lösung steht oft im Keller: Dort installieren mittlerweile viele Betreiber von Photovoltaik-Anlagen eigene Stromspeicher, um nicht benötigten Solarstrom für später zu sichern. Private Haushalte verbrauchen zum Beispiel früh und abends mehr Strom; doch die meiste Energie entziehen die PV-Module der Sonne in den Mittagsstunden – wenn kaum jemand zuhause ist.

Viele Jahre stellte das kein Problem dar: Überschüssiger Strom wurde in das lokale Stromnetz eingespeist. Anfangs war dies sehr lukrativ, weil die Bundesregierung die Einspeisung von Strom aus erneuerbaren Energien mit hohen Vergütungssätzen finanziell förderte. In den vergangenen Jahren sind die Beträge jedoch so weit gesunken, dass es sinnvoller ist, den eigenen Strom auch selbst zu verbrauchen.

Dabei gilt ebenfalls: Wer mehr Strom günstig und sauber selbst erzeugt, macht sich unabhängiger von künftigen Preisschwankungen der örtlichen Stromanbieter und senkt nachhaltig seine jährliche Stromrechnung. Günstiger ist der eigene Solarstrom meist in jedem Fall – denn es müssen keine Stromsteuer, Netzentgelte und andere Umlagen mitgezahlt werden, die Stromanbieter an ihre Kunden weiterreichen. So sind in den letzten zehn Jahren die Strompreise immerhin um rund 25 Prozent gestiegen.

Wie Solarstrom-Speicher funktionieren
Solarstrom-Speicher sind heute in erster Linie Lithium-Ionen-Batterien, wie sie auch bei Elektro-Autos eingesetzt werden. Sie sind zwar teurer als die vorher weit verbreiteten Blei-Akkus, punkten aber mit längerer Lebensdauer, höherem Wirkungsgrad, mehr Ladezyklen und geringem Wartungsaufwand. Vier kWh Speicherkapazität reichen dabei bereits für einen Vier-Personen-Haushalt.

Die Solarstrom-Speicher sind in das System der PV-Anlage integriert und in den Kreislauf meist automatisch eingebunden. Aktive Geräte werden dabei direkt mit dem Strom aus der PV-Anlage versorgt. Nicht benötigter Strom fließt in die Batterie und kann später genutzt werden. Sollte die wiederum vollgeladen sein, werden weitere Überschüsse in das Stromnetz gespeist. Andersherum wird extern Strom bezogen, sobald die Sonne fehlt und die Speicherkapazitäten erschöpft sind.

Ein geeigneter Platz für den Stromspeicher ist übrigens das gesamte Jahr über eher kühl. Optimal sind Raumtemperaturen zwischen 15 und 20 Grad. Über 25 Grad verringert sich die Lebensdauer der Batterien deutlich.

Kosten und Fördermöglichkeiten
Bei den Kosten gibt es gute Nachrichten: Seit Jahren sinken die Preise für Lithium-Ionen-Solarstromspeicher. Bei kleinen Geräten haben sie sich innerhalb von fünf Jahren halbiert. Aktuell bewegen sich die Preise zwischen 1.200 und 1.900 Euro pro kWh. Dazu kommen noch Installationskosten. Sie sind abhängig vom Aufwand des Einbaus, hier sollte mit 900 bis 2.500 Euro gerechnet werden.

Ein Stromspeicher ist also keine kleine Investition – sie lässt sich aber durch Förderprogramme abfedern. Zwar wurde das KfW-Förderprogramm für Batteriespeicher Ende 2018 beendet, aber viele Bundesländer und Städte bieten eigene Programme an. Denn die Vorteile des gespeicherten Solarstroms liegen auf der Hand.

Bildnachweis: © Petmal (istockphoto)

Brennstoffzelle – die vielseitige Energiequelle

Brennstoffzelle – die vielseitige Energiequelle

Strom und Wärme fürs eigene Haus selbst erzeugen – mit einer Brennstoffzelle ist dies möglich und mittlerweile auch für Privatnutzer wirtschaftlich interessant. Wir zeigen Ihnen, für wen die moderne, stromliefernde Heizung geeignet ist, welche Vorteile sie hat und mit welchen Kosten zu rechnen ist.

Vorteile der Brennstoffzelle
Brennstoffzellen-Heizungen funktionieren nach der Kraft-Wärme-Kopplung, das heißt, sie erzeugen durch die elektrochemische Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff sowohl Wärme für Heizung und Warmwasser als auch Strom. Geeignet sind sie besonders für Besitzer von Ein- oder Zweifamilienhäusern sowie Kleingewerben. Denn die heutigen Geräte erreichen einen äußerst hohen Wirkungsgrad. Um bis zu 40 Prozent lassen sich dadurch die Heizkosten senken, zugleich schonen Brennstoffzellen dank geringerer CO2-Emissionen das Klima. Die selbst gewonnene elektrische Energie reduziert zudem die Stromkosten und macht Sie unabhängiger von Preisschwankungen. Und das auf geringer Fläche: Meist benötigen die Heizgeräte nur einen Quadratmeter Platz und arbeiten sehr leise – es braucht demnach auch keine weitere Lärmdämmung im Haus.

Voraussetzungen und Kosten
Wenn Sie von den Vorteilen einer Brennstoffzellen-Heizung profitieren möchten, sollten verschiedene Voraussetzungen erfüllt sein: Ihr Haus braucht einen Gasanschluss, da der Wasserstoff aus Erdgas gewonnen wird. Außerdem ist eine zentrale Heizungsanlage nötig, weil Sie die gesamte erzeugte Wärme selbst verbrauchen müssen. Den Strom können Sie ebenfalls für den Eigenbedarf verwenden – es ist aber ebenso möglich, Überschüsse in das öffentliche Netz einzuspeisen. Investiert werden sollte auch in einen Wärmespeicher – so sichern Sie sich eine gleichmäßige Komforttemperatur und Stromzufuhr. In der Regel ist in heutigen Geräten eine Zusatzheizung integriert. Denn die Brennstoffzellen-Heizung deckt nur den Grundbedarf an Wärme und Strom – in Spitzenzeiten wie den Wintermonaten steuert die Extra-Heizung dann das notwendige Mehr an Wärme bei.

Für die Anlage an sich sollten Sie zwischen 20.000 und 30.000 Euro einplanen. Dazu summieren sich eventuell Baukosten für den Gasanschluss sowie Leitungen im Haus. Pro Jahr kommen zudem Wartungskosten von rund 500 Euro hinzu.

Brennstoffzellen-Heizung fördern lassen
Die Investitionskosten fallen also etwas höher als bei konventionellen Heizanlagen aus. Aber: Bund sowie einige Länder, Städte und Stadtwerke unterstützen Hausbesitzer mit verschiedenen Förderprogrammen beim Kauf einer stromerzeugenden Heizung. Beispielsweise die KfW: Sie zahlt mit dem Programm 433 „Energieeffizient Bauen und Sanieren – Zuschuss Brennstoffzelle“ einen Grundbetrag von 5.700 €. Der erhöht sich je nach Stromleistung Ihrer Anlage. 450 Euro pro 100 Watt elektrischer Leistung kommen so oben drauf.

Inwieweit sich eine Brennstoffzellen-Heizung langfristig auszahlt, hängt vom jeweiligen Energiebedarf ab. Wenn Sie über das gesamte Jahr Wärme und auch viel Strom verbrauchen, rentieren sich die Anlagen schnell – besonders in Gebäuden mit hoher Energieeffizienz.

Bildnachweis: © Petmal (istockphoto)

Mit der Umwelt heizen – Wärmepumpen

Mit der Umwelt heizen – Wärmepumpen

Auf der Suche nach effizienten und umweltschonenden Heizsystemen rückt immer öfter die Wärmepumpe in den Fokus. Laut des bwp, dem Bundesverband Wärmepumpe e. V., haben sich die Absatzzahlen in den vergangenen 13 Jahren mehr als versechsfacht. Doch was genau ist unter diesen Anlagen zu verstehen?

Wie funktionieren Wärmepumpen 
Wärmepumpen basieren auf dem gleichen Prinzip wie beim Kühlschrank – nur in umgekehrter Richtung. Während der Kühlschrank dem Raum Wärme entzieht, leitet die Wärmepumpe sie in den Raum hinein. Dahinter steckt ein ähnliches Kreislaufsystem, das im ersten Schritt thermische aus der Umwelt Energie zieht – beispielsweise aus der Luft, Erde oder dem Grundwasser. Ein spezielles Kältemittel mit niedrigem Siedepunkt nimmt die Umweltwärme auf und verdampft dabei. Da die Temperatur des Dampfes noch nicht zum Heizen ausreicht, wird er in einen Verdichter geleitet. 

Dieser Kompressor erhöht den Druck, wobei auch die Temperatur des Dampfes deutlich ansteigt. Der erhitzte Dampf gelangt nun zu einem weiteren Wärmeübertrager, dem sogenannten Verflüssiger. Dort wird die heiße Luft an das Heizungssystem übertragen, so dass sich die Wohn- oder Büroräume erwärmen lassen. Während der Wärmeübertragung kühlt das Kältemittel wieder ab und wird langsam wieder flüssig. Am Schluss sorgt ein Entspannungsventil dafür, dass der Druck des Kältemittels auf seinen Anfangszustand sinkt und erneut zum Verdampfen der Umweltwärme genutzt werden kann.

Drei Arten von Wärmepumpen
Im Bereich der Wärmepumpen haben sich mehrere Systeme etabliert, die unterschiedliche Energiequellen der Umwelt nutzen. Welche jeweils zu einer Immobilie passt, hängt von rechtlichen und geografischen Besonderheiten ab. In windreichen Regionen ist beispielsweise die Luft-Wärmepumpe empfehlenswert. Sie saugt die Umgebungsluft an und wandelt die thermische Energie in Wärme um.

Auch die Energie des Erdbodens kann zum Heizen verwendet werden – mit sogenannten Sole-Wasser-Wärmepumpen. Dabei wird unter dem Gebäude im Erdreich ein Rohrkreislauf gebaut, in dem ein Mix aus Wasser und Frostschutzmittel zirkuliert. Dieses Gemisch schafft es, der Erde Wärme zu entziehen und sie in den oben beschriebenen Wärmepumpenkreislauf aufzubreiten. Die Rohre können entweder senkrecht in bis zu 150 Meter Tiefe gebohrt sein oder flächig, ca. 1,5 Meter – ähnlich einer Fußbodenheizung – unter der Erde verlaufen.

Eine weitere Möglichkeit sind Wasser-Wasser-Wärmepumpen. Sie entnehmen dem Grundwasser thermische Energie und wandeln sie in Heizwärme oder warmes Wasser um.

Vorteile und Nachteile von Wärmepumpen
Egal, ob Neubau oder Sanierung eines Altbaus. Wärmepumpen sollten bei der Wahl des richtigen Heizsystems in jedem Fall mitberücksichtigt werden. Zwar sind in der Anschaffung meist teurer als vergleichbare Öl- und Gasheizungsanlagen. Aber langfristig profitieren Wärmepumpenbesitzer von konstant günstigeren Energiekosten – denn die Umweltenergie ist gratis zu beziehen. Dazu kommt, dass die Anlagen in der Regel sehr wartungsarm sind. Und: Wärmepumpen heizen äußerst umweltschonend, da sie kein CO2 ausstoßen und wenig Strom für den Betrieb der Anlage benötigen.

Bildnachweis: © KangeStudio (istockphoto)