Die Solarstromtechnologie beruht auf dem Prinzip der Photovoltaik und beschäftigt sich mit der Nutzung der Lichtenergie aus dem natürlichen Sonnenlicht. Einige der Besonderheiten dieser noch recht neuen Technologie drehen sich darum, dass die Energiegewinnung nicht zwingend immer zu den Zeiten erfolgen kann, wo ein Energiebedarf existiert. So muss zum Beispiel eine während der hellen Tageszeit erzielbare Energiemenge in so genannte Solarstromspeicher gespeist werden, um während der Dunkelphasen über diese Energie verfügen zu können. Das ist machbar, erfordert aber einen beträchtlichen Aufwand. Ein Solarstromspeicher arbeitet üblicherweise nach dem Konzept von einem Akkumulator. Die gewonnene Energie wird dabei dazu verwendet, den Solarstromspeicher zu laden. Hier spielen dann Ladekapazitäten eine große Rolle und auch der Effizienzgrad der möglichen Abspeicherung. Photovoltaische Anlagen können als autarke Kleinnetze konzipiert sein, aber auch in einem Verbund mit anderen Netzen integriert sein. Beispiele für autarke Kleinnetze ohne Verbund finden sich in solchen Anwendungsbereichen, wo beispielsweise ein Verbund mangels Netznähe nicht realisiert werden kann. Ein Anlagenbetrieb aber auch über die Einspeisungsphasen hinaus gewährleistet sein muss. Hier ist ein Solarstromspeicher dann ein unverzichbarer Bestandteil der Anlage, weil der abgespeicherte Strom aus dem Pufferspeicher entnommen werden kann. Pufferspeicher ist ein Synonym für Solarstromspeicher, denn hier kann ein gewisser Energievorrat untergebracht werden.
Wie funktioniert denn ein Solarstromspeicher?
Abgesehen von großtechnischen Anlagen, wie beispielsweise den Pumpspeicheranlagen, bieten sich auch haushaltsübliche Akkumulatoren als Solarstromspeicher an. Die gebräuchlichsten unter diesen Akkumulatoren finden sich in fast jedem Fahrzeug als Starterbatterie. Dort wird der von der Lichtmaschine generierte Strom in den Zellen eines Bleiakkus gespeichert. Beim Startvorgang entnimmt der elektrische Starter dem Bleiakku den benötigten Strom und lädt ihn dann im Betrieb wieder auf. Solche Bleiakkus haben mehrere Zellen mit einer Nennspannung von 2 Volt. 12 Volt Bleiakkus bestehen folglich aus sechs Zellen und 24 Volt Versionen aus zwölf miteinander verbundenen Zellen. Bleiakkus bieten eine bewährte und preiswerte Methode der Speicherung von Energie, nachteilig sind aber deren relativ hohes Gewicht und die begrenzte Lebensdauer. Alternativen dazu gibt es, eine davon ist der Typ der Lithium-Ionen-Akkumulatoren. Diese relativ neue Technologie bietet neben einer hohen Energiedichte auch noch weitere, vorwiegend technische Merkmale, welche für den Lithium-Ionen-Akkumulator sprechen. Die Großserienfertigung steckt derzeit noch in den Kinderschuhen. Experten billigen der innovativeren Lithium-Ionen-Technologie aber zu, schon in Kürze den traditionellen Bleiakkus den Rang abgelaufen zu haben. Für eine Verwendung als Solarstromspeicher kann auch ein Lithium-Ionen-Akkumulator ganz hervorragend dienen. Lithium-Ionen-Zellen arbeiten in der Regel mit einer Nennspannung von 3,6 Volt je Zelle.
Wer bietet eine realisierbare Solarstromverwertung per Solarstromspeicher an?
Es gibt eine Reihe von Unternehmen, welche sich professionell mit dieser Materie befassen. Zu denen gehören beispielsweise die Varta Storage GmbH und auch der Speicherakkuspezialist Prosol Invest Deutschland GmbH. Darüber hinaus finden sich wirtschaftliche Allianzen zwischen solchen Unternehmen, wie der SMA Solar Technology AG und den Markenherstellern Vaillant und Stiebel Eltron. Der Markt für die Produzenten der Solarstromspeicher ist zukunftsträchtig definiert, weitere Unternehmen der einschlägigen Branchen werden mit Kooperationspartnern an neuen und bedarfsgerechten Lösungen arbeiten. Die Kosten für einsetzbare Systeme schwanken sehr stark mit dem jeweiligen Bedarf an abgespeicherter Energie und den verwendeten Systemkomponenten. Derzeit stehen noch die relativ hohen Aufwendungen für das photovoltaische System und entsprechend konfigurierte Solarstromspeicher nebst der dazugehörigen Systemtechnik (Wechselrichter, Spannungswandler, etc.) etwas bei den Berechnungen der Effizienz im Wege. Künftige Großserientechnik in diesem Marktsegment und eine weitergehende Förderung dieser neuen Technologien durch den Gesetzgeber, werden schnell für eine größere Bandbreite an Angeboten und auch erheblich mehr Transparenz sorgen.
Für wen lohnt sich ein Solarstromspeicher denn?
Abgesehen von sehr umweltbewussten Bürgern in Verbundnetzen, welche ihre gewonnene Energie zeitversetzt nutzen möchten, sind es vorwiegend so genannte Inselanwender, bei denen die Pufferspeicher wichtig sind. Unter Inselanwendungen verstehen die Experten Aufstellorte von Photovoltaikanlagen, die in keinster Weise mit anderen Stromnetzen versorgt werden können. Das kann eine kleine Insel sein, aber auch eine Berghütte, ein Boot oder eine Forschungsstation in unzivilisierten Regionen. Die Solarstromspeicher müssen in solchen Fällen möglichst so ausgelegt sein, dass sie auch mit einer Teilladung versehen noch notwendiges Gerät über einen ausreichenden Zeitraum mit Energie versorgen können. Der klare Vorteil eines solchen Konzeptes ist dessen absolute Unabhängigkeit von Verkabelungen mit den traditionellen Stromversorgern. Hinzu kommt noch, dass ein autarkes System in stabiler Konfiguration auch unbemannt Aufgaben über einen längeren Zeitraum gesehen, völlig automatisch verrichten kann. Das spielt zwar im täglichen Leben der Bürger nicht unbedingt eine wesentliche Rolle. Aber bei wissenschaftlichen Anwendern können in solchen autarken Setups auch Menschenleben geschont werden, man denke dabei zum Beispiel an die pikanten Aufstellorte auf Kraterrändern für die Überwachungsgeräte der Geologen.
Weitere wichtige Punkte zu den Solarstromspeichern
Integrierte Schaltkreise übernehmen in der Regel die unumgängliche Überwachung des jeweiligen Ladezustandes. So kann auch eine schädliche Tiefenentladung im alltäglichen Betrieb wirkungsvoll verhindert werden. Die Speichermodule haben eine gewisse Lebensdauer und sie müssen nach vielen Lade/Entladezyklen gewechselt werden. Im Laufe ihrer Verwendung verlieren manche Solarstromspeicher einen Teil ihrer Speicherkapazität. Die modernere Lithium-Ionen-Technologie begrenzt diese Verluste. Von größerer Bedeutung für den allmählichen Kapazitätsverlust der Solarstromspeicher sind aber auch die Lagerbedingungen, nicht nur die Ladezyklen.