Batterie für Solaranlage: richtige Größe, richtige Zellchemie und die ehrliche Rechnung

Was die Batterie für die Solaranlage wirklich leistet

Eine Batterie für die Solaranlage verschiebt Energie in der Zeit, mehr nicht. Sie nimmt den Mittagsüberschuss auf, den Sie sonst für rund 7,7 bis 8,1 Cent je Kilowattstunde ins Netz einspeisen würden, und gibt ihn abends zurück, wenn Sie sonst für etwa 35 Cent einkaufen müssten. Der gesamte wirtschaftliche Nutzen steckt in dieser Differenz von rund 27 Cent, von der die Speicherverluste noch abgehen.

Wer eine Anlage erst plant, sollte die Modulfläche vor dem Speicher optimieren. Wie sich Erträge und Kosten bei den gängigen Anlagengrößen verhalten, zeigen unsere Ratgeber zur 10-kW-Solaranlage und zur Solaranlage als Komplettset.

Abgrenzung: Solarthermie braucht keine Batterie

Ein großer Teil der Suchanfragen rund um Solaranlagen betrifft gar keine Photovoltaik. Wer nach einer Füllpumpe, einer Befüllpumpe, der Solarflüssigkeit oder dem Ausdehnungsgefäß für die Solaranlage sucht, meint eine thermische Solaranlage für Wasser und Heizungsunterstützung. Dort zirkuliert ein Wasser-Glykol-Gemisch mit Frostschutz bis etwa minus 25 Grad durch Kollektoren und lädt einen Pufferspeicher. Eine Batterie kommt in diesem System nicht vor, gespeichert wird Wärme, nicht Strom. Verwechseln Sie die beiden Technologien nicht: Für eine solaranlage für heizung oder Warmwasser ist ein Warmwasserspeicher das passende Bauteil, kein Lithiumakku.

Werft euren Solarstrom nicht weg! Wie groß sollte der Batteriespeicher für die PV Anlage sein? Video von Felix Goldbach laden

Batteriespeicher für Solaranlage: die richtige Größe

Für die Auslegung haben sich zwei Faustformeln durchgesetzt, die in der Praxis fast immer zum gleichen Ergebnis führen: rund 1 kWh nutzbare Speicherkapazität je 1 kWp installierter PV-Leistung, oder 1 kWh je 1.000 kWh Jahresstromverbrauch. Beide Regeln beschreiben denselben Punkt, nämlich die Grenze, ab der jede weitere Kilowattstunde Speicher nur noch selten gefüllt wird.

Auffällig ist die letzte Zeile: Trotz doppelter Anlagengröße und dreifachem Speicher sinkt die Autarkie wieder, weil der Wärmepumpenverbrauch im Winter anfällt, wo die Anlage kaum liefert. Wer den Speicher allein wegen der Wärmepumpe kauft, kauft an der Jahreszeit vorbei.

Große Verbraucher richtig einplanen

Eine solaranlage für e auto verändert die Rechnung stärker als jeder Speicher. Ein Auto mit 15 kWh je 100 Kilometer und 12.000 Kilometern im Jahr braucht rund 1.800 kWh. Diese Menge lässt sich zu einem großen Teil direkt aus dem Dach laden, wenn die Wallbox überschussgeführt arbeitet, ohne dass ein einziges Kilowatt Speicher dazwischenliegt. Wie das technisch funktioniert, beschreibt unser Ratgeber zum Wallbox-Überschussladen. Dasselbe Prinzip gilt für die solaranlage für pools: Poolpumpe, Wärmepumpe und Whirlpool laufen tagsüber, also genau dann, wenn die Sonne scheint. Eine Zeitschaltuhr auf 11 bis 16 Uhr ersetzt hier mehrere Kilowattstunden Batterie, und zwar zum Preis von wenigen Euro.

• Poolpumpe: 0,5 bis 1,2 kW, 6 bis 10 Stunden am Tag, ideal für Direktverbrauch
• Kühlschrank und Gefriertruhe: 100 bis 250 kWh im Jahr, laufen aber rund um die Uhr und ziehen deshalb nachts aus dem Speicher
• Wärmepumpe: 2.500 bis 5.000 kWh im Jahr, Schwerpunkt Dezember bis Februar
• Wallbox: 1.500 bis 3.000 kWh im Jahr, gut steuerbar, siehe Überschussladen

LFP oder NMC, nutzbare Kapazität und Wirkungsgrad

Im Heimspeichermarkt konkurrieren zwei Lithium-Zellchemien. Lithium-Eisenphosphat, kurz LFP oder LiFePO4, hat sich für stationäre Speicher weitgehend durchgesetzt. Lithium-Nickel-Mangan-Cobalt, kurz NMC, stammt aus der Fahrzeugwelt und punktet dort, wo Gewicht und Bauraum zählen.

Nennkapazität ist nicht nutzbare Kapazität

Datenblätter nennen häufig die Bruttokapazität der Zellen. Entscheidend ist aber, wie viel davon das Batteriemanagementsystem tatsächlich freigibt. Diese Entladetiefe, englisch Depth of Discharge, liegt bei LFP oft bei 90 bis 95 Prozent, bei NMC eher bei 80 bis 90 Prozent. Aus 10 kWh nominal werden so 8 bis 9,5 kWh nutzbar. Vergleichen Sie Angebote immer über die nutzbare Kapazität, sonst vergleichen Sie Preise, die sich um 20 Prozent unterscheiden.

Wirkungsgrad und Standby

• DC-gekoppelt mit Hybridwechselrichter: rund 90 bis 95 Prozent Systemwirkungsgrad, weil der Gleichstrom vom Dach direkt in die Zellen geht
• AC-gekoppelt nachgerüstet: rund 85 bis 90 Prozent, der Strom wird einmal mehr gewandelt
• Standby-Verbrauch: 5 bis 25 Watt für Batteriemanagement, Wechselrichter und Netzwerk, über das Jahr 45 bis 220 kWh
• Konsequenz: von 1 kWh Überschuss kommen abends 0,85 bis 0,95 kWh zurück

Der Standby-Verbrauch wird regelmäßig unterschätzt. 20 Watt rund um die Uhr sind 175 kWh im Jahr, also gut 60 Euro, die von der Ersparnis wieder abgehen. Eine App für die Solaranlage, die den tatsächlichen Durchsatz und die Standby-Leistung protokolliert, ist deshalb kein Spielzeug, sondern das einzige belastbare Kontrollinstrument. Wer nachmessen will, findet die Geräte dazu in unserem Strommessgeräte-Vergleich.

Zyklen, Alterung und Garantiebedingungen

Ein Heimspeicher im Einfamilienhaus erreicht in der Praxis 180 bis 280 Vollzyklen im Jahr. Mehr geht physikalisch nicht, weil der Speicher an einem Tag höchstens einmal geladen und einmal entladen wird und im Winter oft wochenlang gar nicht durchläuft. Damit ist die Zyklenzahl fast nie die Grenze.

Praktisch bedeutet das: Die Zyklengarantie klingt beeindruckend, ausschöpfen werden Sie sie nicht. Was Sie erreichen, ist das Ende der zehnjährigen Zeitgarantie mit einer Restkapazität von etwa 80 Prozent. Danach läuft die Batterie meist weiter, aber jeder Defekt geht auf Ihre Rechnung, und ein Modultausch kostet ein Vielfaches der jährlichen Ersparnis.

Nachrüsten: AC- oder DC-gekoppelt, Kabel und Schaltplan

Bei einer bestehenden PV-Anlage stellt sich die Frage nach der Kopplung. Sie entscheidet über Wirkungsgrad, Aufwand und darüber, ob der vorhandene Wechselrichter bleiben darf.

• AC-gekoppelt: Der Speicher hat einen eigenen Batteriewechselrichter und wird hinter dem Zähler ins Hausnetz eingebunden. Der alte PV-Wechselrichter bleibt. Klarer Nachrüstfall, dafür eine Wandlung mehr und rund 5 Prozentpunkte weniger Wirkungsgrad.
• DC-gekoppelt: Module und Batterie hängen am selben Hybridwechselrichter. Höchster Wirkungsgrad, aber bei einer Bestandsanlage bedeutet das den Tausch des Wechselrichters, oft mit erneuter Anmeldung beim Netzbetreiber.
• Faustregel: Neubau und Komplettsanierung DC, Nachrüstung nach mehr als drei Betriebsjahren AC.

Kabel, Halterung und Schaltplan

Der Schaltplan für die Solaranlage mit Speicher folgt immer derselben Kette: Module, DC-Freischalter, Wechselrichter, Energiezähler am Netzanschlusspunkt, Verteilung, Zähler des Netzbetreibers. Der Energiezähler am Hausanschluss ist das Bauteil, das die Speicherladung überhaupt erst steuerbar macht, ohne ihn regelt das System blind. Für die Leitungen gilt:

• DC-Strings: solarbeständige Einaderleitung 4 oder 6 mm², UV- und ozonbeständig, mit MC4-Steckern desselben Herstellers
• Batterieleitung: je nach Strom 25 bis 50 mm², möglichst kurz, beidseitig abgesichert
• AC-Anbindung: nach Wechselrichterleistung, dreiphasig ab etwa 4,6 kVA Schieflastgrenze
• Halterung für die Module: Dachhaken mit Schienensystem auf dem Schrägdach, Aufständerung mit Ballast auf dem Flachdach, bei einer solaranlage für carport zusätzlich der Nachweis der Schneelast
• Halterung für die Batterie: Wandkonsole nur an tragfähigem Mauerwerk, ein 10-kWh-LFP-Speicher wiegt 100 bis 130 kg

Die Arbeiten am AC-Teil und die Anmeldung beim Netzbetreiber gehören nach VDE-AR-N 4105 und VDE-AR-N 4100 in die Hand eines eingetragenen Elektroinstallateurs. Das ist keine Formalie, sondern Voraussetzung für Inbetriebnahme, Versicherungsschutz und Vergütung.

Notstromfähig, ersatzstromfähig, inselfähig

Ein Standardspeicher schaltet bei Netzausfall zusammen mit dem Wechselrichter ab. Das ist kein Fehler, sondern Vorschrift: Der Netz- und Anlagenschutz nach VDE-AR-N 4105 verhindert, dass Ihre Anlage in ein totes Netz einspeist und Monteure gefährdet. Wer bei Stromausfall weiterversorgt sein will, braucht eine der drei folgenden Ausbaustufen.

Achten Sie bei Ersatzstrom auf zwei Details: ob alle drei Phasen versorgt werden oder nur eine, und welche Dauerleistung im Inselbetrieb zur Verfügung steht. Typisch sind 3 bis 5 kW, das reicht für Kühlung, Licht, Router und Heizungspumpe, nicht für Herd und Durchlauferhitzer gleichzeitig. Die Ausführung des Ersatzstromnetzes richtet sich nach DIN VDE 0100-551, sie erfordert eine sichere Trennung vom Versorgungsnetz.

Inselanlagen: Gartenhaus, Schrebergarten, Camper und Wohnmobil

Ohne Netzanschluss ändert sich die Systemarchitektur vollständig. Eine solaranlage für gartenhaus, kleingarten oder schrebergarten besteht aus Modul, Laderegler, LFP-Batterie und einem kleinen Inselwechselrichter. Für Licht, Radio, Wasserpumpe und einen kleinen Kühlschrank genügen 200 bis 400 Wp und 1 bis 2 kWh Speicher. Eine solaranlage für 1000 watt ist bereits die Kategorie darüber und versorgt eine Gartenhütte inklusive Werkzeug. Details zur Auslegung finden Sie im Ratgeber zur Solaranlage für den Garten.

Bei einer solaranlage für camper oder womo zählt jedes Kilogramm und jeder Zentimeter. Üblich sind 12-Volt-LFP-Batterien mit 100 bis 200 Amperestunden, also 1,3 bis 2,6 kWh, kombiniert mit 200 bis 400 Wp auf dem Dach und einem Laderegler mit MPPT. Achten Sie auf eine Zellheizung, denn Laden unter 0 Grad schädigt Lithiumzellen dauerhaft. Wer nur eine Steckdose im Haus versorgen will, ist mit einer solaranlage für die steckdose, also einem Balkonkraftwerk, besser bedient. Die Speicheroptionen dafür behandeln wir unter Balkonkraftwerk-Speicher mit 5 kWh.

Rechnet sich der Speicher? Kosten, Zuschuss und Kredit

Jetzt die Rechnung, die im Verkaufsgespräch selten vollständig auf dem Tisch liegt. Der Nutzen je gespeicherter Kilowattstunde ergibt sich so: Sie sparen den Bezugspreis von rund 35 Cent, verlieren aber die Einspeisevergütung von rund 7,7 bis 8,1 Cent und etwa 10 Prozent Speicherverluste. Netto bleiben je gespeicherter Kilowattstunde rund 22 bis 26 Cent.

Das Ergebnis ist unbequem: Zu marktüblichen Preisen liegt die Amortisation über der zehnjährigen Garantie. Erst unterhalb von rund 550 Euro je nutzbarer Kilowattstunde kippt die Rechnung ins Positive. Steigende Strompreise verkürzen die Frist, sinkende Einspeisevergütung ebenfalls, aber beides sind Annahmen, keine Zusagen. Wer eine große Kapazität plant, sollte die Preisstaffelung kennen, dazu unser Ratgeber Stromspeicher 20 kWh: Preis und Auslegung.

Zuschuss, Kredit und Steuer

• Umsatzsteuer: Seit 2023 gilt nach §12 Abs. 3 UStG der Nullsteuersatz für PV-Anlagen bis 30 kWp samt Speicher. Auf der Rechnung stehen 0 Prozent Umsatzsteuer.
• Einkommensteuer: Nach §3 Nr. 72 EStG sind Einnahmen aus Anlagen bis 30 kWp auf Einfamilienhäusern steuerfrei.
• Kredit für die Solaranlage: Der Standardweg ist ein zinsgünstiges Darlehen der KfW für erneuerbare Energien, beantragt über die Hausbank und zwingend vor Auftragsvergabe.
• Zuschuss für die Solaranlage: Bundesweit gibt es derzeit keinen Speicherzuschuss. Einzelne Länder, Landkreise und Stadtwerke fördern, meist mit kleinem Budget und Windhundverfahren.
• Mehrfamilienhaus: Seit dem Solarpaket I ist die gemeinschaftliche Gebäudeversorgung nach §42b EnWG möglich, eine deutlich schlankere Alternative zum klassischen Mieterstrom.
• Dachfläche vermieten: Wer das Dach für eine Solaranlage vermietet, erhält typischerweise eine geringe Pacht oder eine kostenlose Dachsanierung, verliert aber für 20 Jahre die Verfügungsgewalt über die Fläche. Lassen Sie den Vertrag prüfen, insbesondere Rückbau und Haftung.

Sicherheit, Aufstellort, Anmeldung und Versicherung

Für stationäre Batteriespeicher gilt die Anwendungsregel VDE-AR-E 2510-50. Sie regelt Aufstellung, Kennzeichnung, Schutzkonzept und die Anforderungen an den Betriebsraum. Die praktischen Punkte:

Anmeldung und Netzanschluss

PV-Anlage und Speicher müssen innerhalb eines Monats nach Inbetriebnahme im Marktstammdatenregister der Bundesnetzagentur eingetragen werden, der Speicher separat mit seiner nutzbaren Kapazität. Die Anmeldung beim Netzbetreiber erfolgt vor der Installation durch den Elektrofachbetrieb nach den technischen Anschlussbedingungen und VDE-AR-N 4105. Speicher mit mehr als 4,2 kW steuerbarer Leistung gelten seit 2024 als steuerbare Verbrauchseinrichtung nach §14a EnWG. Im Gegenzug für die mögliche Leistungsbegrenzung durch den Netzbetreiber gibt es ein reduziertes Netzentgelt.

Versicherung

Eine Versicherung für die Solaranlage lässt sich in den meisten Fällen als Baustein in die Wohngebäudeversicherung einschließen. Prüfen Sie, ob Speicher und Wechselrichter namentlich mitversichert sind und ob Überspannungsschäden durch Blitz abgedeckt werden, denn genau die treffen die Elektronik zuerst. Eine eigenständige Photovoltaikversicherung lohnt vor allem dann, wenn auch Ertragsausfall, Diebstahl vom Dach und Bedienfehler enthalten sein sollen.

Hinweis: Wir nennen bewusst keine Modellnummern und keine Produktpreise. Alle Wirtschaftlichkeitszahlen sind gerundete Beispielrechnungen mit 35 Cent Bezugspreis und rund 8 Cent Einspeisevergütung, sie ersetzen kein individuelles Angebot.

Typische Fehler

1. Den Speicher zu groß kaufen

Der häufigste und teuerste Fehler. Ein Speicher, der doppelt so groß ist wie nötig, wird nicht doppelt so oft geladen, sondern seltener vollständig gefüllt. Die Autarkie steigt um wenige Prozentpunkte, der Preis pro eingesparter Kilowattstunde verdoppelt sich. Halten Sie sich an 1 kWh je 1.000 kWh Jahresverbrauch.

2. Nennkapazität mit nutzbarer Kapazität verwechseln

Ein Angebot über 10 kWh brutto mit 80 Prozent Entladetiefe liefert 8 kWh, ein anderes mit 9,5 kWh brutto und 95 Prozent liefert 9 kWh. Wer nur die erste Zahl vergleicht, wählt das schlechtere System und zahlt dafür auch noch mehr je nutzbarer Kilowattstunde.

3. Ersatzstrom voraussetzen, obwohl nur Notstrom verbaut ist

Viele Käufer gehen davon aus, dass bei Netzausfall das Haus weiterläuft. Ohne Umschalteinrichtung und ohne freigegebenen Inselbetrieb passiert genau nichts, der Speicher schaltet mit ab. Klären Sie das schriftlich im Angebot, die Nachrüstung ist deutlich teurer als die Option ab Werk.

4. Standby und Wandlungsverluste ausblenden

20 Watt Dauerverbrauch sind 175 kWh im Jahr, dazu 10 bis 15 Prozent Verlust bei jedem Lade- und Entladevorgang. Zusammen frisst das leicht ein Fünftel des erwarteten Nutzens. Lassen Sie sich den Systemwirkungsgrad und die Standby-Leistung im Datenblatt zeigen, nicht nur den Zellwirkungsgrad.

Vorteile und Nachteile

Fazit

Weiterführende Links und Quellen

• 10-kW-Solaranlage, Solaranlage Komplettset, Stromspeicher 20 kWh Preis, Solaranlage für den Garten, Balkonkraftwerk-Speicher 5 kWh, Wallbox Überschussladen, Strommessgerät im Test, Warmwasserspeicher 200 Liter
• Bundesnetzagentur, Marktstammdatenregister, Einspeisevergütung und Degression nach EEG
• Umweltbundesamt, Daten zu Strommix, Eigenverbrauch und Batteriespeichern
• VDE, VDE-AR-N 4105 Erzeugungsanlagen am Niederspannungsnetz, VDE-AR-N 4100 technische Anschlussbedingungen, VDE-AR-E 2510-50 stationäre Batteriespeicher, DIN VDE 0100-551 Ersatzstromversorgung
• §14a EnWG steuerbare Verbrauchseinrichtungen, §42b EnWG gemeinschaftliche Gebäudeversorgung nach Solarpaket I, §12 Abs. 3 UStG Nullsteuersatz, §3 Nr. 72 EStG Steuerbefreiung
• Unsere Methodik, wie wir bewerten und worauf wir uns stützen