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Stromspeicher machen Blockheizkraftwerk-Betreiber ein ganzes Stück weiter unabhängig von Energieversorgern. Wie funktionieren diese BHKW-Akkus? Welche Vorteile und welche Nachteile gibt es?

Blockheizkraftwerke produzieren Strom und Wärme gleichzeitig. Dabei wird zunächst der Wärmebedarf des Hauses geprüft und an diesem wird die Größe des BHKW festgelegt. Für überschüssige - also zu viel erzeugte - Wärme, gibt es Warmwasser-Speicher. Wie sieht es mit dem Strom aus? Wie kann dieser sinnvoll gespeichert werden? Normalerweise wird der Blockheizkraftwerk-Strom direkt im Haus verbraucht. Wird mal mehr Strom produziert, so kann dieser in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden und wird zu einem festen Satz vergütet - dies nennt sich Einspeisevergütung.

1. Warum BHKW-Stromspeicher eine gute Idee sind

Die Höhe der Einspeisevergütung ist vom Inbetriebnahmezeitpunkt des BHKW abhängig. Bei den meisten Betreibern liegt sie unter dem Strompreis. Und so wäre es erstrebenswerter, sich eher die Einspeisevergütung entgehen zu lassen, wenn man sich dafür den Zukauf von Strom sparen könnte. Für diesen Zweck sind Stromspeicher für Blockheizkraftwerke gedacht. Wenn gerade niemand zu Hause ist, wird nur wenig Strom benötigt (Kühlschrank, Gefriertruhe, Aquarium, ...). Ein Stromspeicher erlaubt uns, den selbst produzierten Strom dann zu verbrauchen, wenn wir zuhause sind - unabhängig davon, wann er produziert wurde.

1.1. Nachrüstung eines Stromspeichers für bestehende Blockheizkraftwerke

Da Stromspeicher erst seit ca. einem Jahr in Masse produziert werden, fragt sich der ein oder andere BHKW-Besitzer, ob solch eine Batterie nachgerüstet werden kann. Ja, dies in der Regel möglich. Aber nicht immer rentabel. Zu den Anschaffungspreisen, den Kosten und der Rentabilität von Stromspeichern für BHKW erfahren Sie hier mehr.

2. Wie funktionieren Stromspeicher für BHKW?

BHKW-Stromspeicher funktionieren im Prinzip wie normale Akkus. Der Strom wird zugeführt und in chemische Energie umgewandelt. Wenn der Stromspeicher entladen wird, wird der Prozess umgekehrt und Strom kann entnommen werden. Heutige Akkus für Blockheizkraftwerke arbeiten meist entweder mit Blei-Elektroden in konzentrierter Schwefelsäure oder Lithium-Ionen.

2.1. Blei-Stromspeicher

Blei-Stromspeicher haben sich schon in vielen Bereichen bewährt, beispielsweise Autobatterien. Sie sind vergleichsweise günstig. Allerdings besitzen sie eine geringe Energiedichte, was sich darin niederschlägt, dass sie relativ groß sind. Zugegebenermaßen ist dieser Aspekt in Verbindung mit einem Blockheizkraftwerk aber unbedeutend, da im Keller meist genug Platz vorhanden ist. Als Nachteil müsste man erwähnen, dass Blei-Akkus nur einen Wirkungsgrad von rund 60 bis 70% besitzen. Auch die Entladetiefe liegt bei nur 50 bis 60%.

2.2. Lihtium-Stromspeicher

Lithium-Batterien besitzen eine sehr hohe Energiedichte und können daher ziemlich kompakt gebaut werden. So werden meist in Smartphones Lithium-Akkus verwendet. Der Vorteil eines Lithium-Stromspeichers liegt in der Effizienz: sie besitzen Wirkungsgrade um die 90% und können bis zu 80% entladen werden. Dies schlägt sich in einer bedeutend längeren Lebensdauer nieder. Der Nachteil ist der höhere Preis im Vergleich zu Blei-Stromspeichern.

Vorteile und Nachteile von Blockheizkraftwerk-Stromspeichern

Der größte Vorteil ist sicherlich, dass man mit einem Stromspeicher den Eigenverbrauchsanteil eines Blockheizkraftwerks und den Autarkiegrad des Gebäudes enorm steigern kann. Mit steigenden Strompreisen wird dieses Argument an Gewicht zunehmen. Wer sich nicht unmittelbar beim Kauf des BHKW für einen Stromspeicher entscheiden mag, kann sich mit seiner Entscheidung auch Zeit lassen. Denn wie bereits erwähnt, sind die meisten Akkus nachrüstbar.

Ein großer Nachteil: leider sind Stromspeicher für BHKW noch nicht rentabel. Natürlich helfen Sie dabei Stromkosten zu sparen, aber unter dem Strich verlängern sie die Amortisationszeit eines Blockheizkraftwerks und vermindern die Rendite. Dies liegt an den hohen Anschaffungspreisen. Allerdings gehen Experten davon aus, dass Massenproduktionen, die gesteigerte Nachfrage und staatliche Förderungen in den nächsten Jahren dafür sorgen werden, dass die Speicher wirtschaftlich zu betreiben sind. 

Auch wünschenswert wäre eine längere Lebensdauer. Blei-Akkus erreichen oft schon nach 10 Jahren ihre Kapazitätsgrenze. Dies kann man auch als Nachteil bewerten.

3. BHKW-Stromspeicher Glossar

3.0.1. Energiedichte

Die Energiedichte einer BHKW-Batterie ist kein unbedeutendes Merkmal. Denn: je höher die Energiedichte ist, desto kleiner ist der Akku – bei gleicher Kapazität. Allerdings steigt mit der Dichte auch der Preis des Stromspeichers. Lithium-Ionen-Batterien sind im Bereich der Energiedichte klar im Vorteil, daher werden sie beispielsweise in Smartphones und Laptops verbaut.

3.0.2. Entladungstiefe oder Entladetiefe

Je nach verwendeter Batterie-Technolgie und -Hersteller ist eine komplette Entladung des Speichers nicht wünschenswert, da es dem Gerät schaden könnte. Bei einer Zuführung von 100% Strom werden dann also vielleicht nur 75% wieder entnommen. Je höher die Entladetiefe, desto effizienter der Akku. Eine Entladungstiefe von bis 90% ist also ein gewisses Qualitätsmerkmal von Stromspeichern. Ein BHKW-Akku auf Blei-Basis verträgt oft nur eine Entladetiefe von maximal 50%.

Die Entladetiefe wird oft mit DoD bezeichnet, was Depth of discharge bedeutet. Diese Größe sollte bei der Größendimensionierung des Blockheizkraftwerk-Stromspeichers berücksichtigt werden. Aufgrund der geringeren Entladungstiefe von Blei-Speichern, sollte die Kapazität größer als die Kapazität des Blockheizkraftwerks sein. Ein Beispiel: die Batterie hat eine Kapazität von 8,0 kWh bei einer Entladetiefe von 85%. Der Besitzer kann maximal 6,8 kWh Strom aus dem Gerät „anzapfen“.

3.0.3. Ladeleistung

Die Ladeleistung ist im Prinzip die Ladegeschwindigkeit des Batteriespeichers.

3.0.4. Ladezyklen

Das Wort Ladezyklus meint das Aufbrauchen einer kompletten Batterieladung. Dies muss nicht in einem Vorgang passieren. Wenn der Akku an vier Tagen jeweils um ein Viertel geleert wird, entspricht dies einem Ladezyklus. In der Realität wird der Blockheizkraftwerk-Speicher aber nur selten erst komplett aufgeladen und dann wieder vollständig entladen (was einem Vollzyklus entsprechen würde). Meist geschehen die Lade- und Entladevorgänge in Teilzyklen. Letztlich gibt die maximale Anzahl der Ladezyklen also die Lebensdauer einer Batterie an.

3.0.5. Leistungsgarantie

Hersteller, welche von ihren Produkten überzeugt sind, geben eine Leistungsgarantie. Diese besagt, dass die BHKW-Batterie innerhalb eines bestimmten Zeitraums – beispielsweise 10 Jahre – noch mindestens einen bestimmten Prozentwert seiner anfänglichen Kapazität leisten wird. Bei einem Blockheizkraftwerk-Stromspeicher ohne Leistungsgarantie sollte man vorsichtig sein – wenngleich dies nicht heißt, dass das Gerät per se schlecht ist, wenn keine Leistungsgarantie angeboten wird.

3.0.6. Memoryeffekt

Jeder kennt den Memoryeffekt vom Handy. Mit der Zeit hält der Akku nicht mehr so lange; oder mit anderen Worten: die Speicherkapazität des Akkus verringert sich. Das liegt daran, dass die Batterie Kristalle bildet und ein vollständiges Laden und Entladen verhindert. Das Wort „Memoryeffekt“ kann man mit Erinnerungseffekt oder Batterieträgheitseffekt übersetzen. Dies deutet darauf hin, dass sich ein Akku, den man nicht ab und zu komplett entlädt, daran „erinnert“ wie viel Kapazität in der Regel benötigt wird und dann auch nur noch so viel Kapazität zur Verfügung stellt. Bei Lithiumionen-Akkus tritt dieser Memoryeffekt nur ganz geringfügig auf, bei Blei-Akkus gar nicht. Bei modernen Batterietechnologien muss man sich um den Memoryeffekt aber keine Sorgen mehr machen.

3.0.7. Notstrom

Die meisten Stromspeicher verfügen über eine Notstrom-Option, so dass man Stromausfall weiterhin mit Strom versorgt wird.

3.0.8. Selbstentladung

Akkus entladen sich bei Nichtbenutzung langsam selbst. Dies bedeutet einen Energieverlust, welcher sich aber im Rahmen hält. Die Selbstentladung ist temperaturabhängig: je kälter die Umgebungstemperatur, desto geringer tritt der Effekt auf. Daher ist Keller, der ja meist kühl ist, ein idealer Standort für Ihren Blockheizkraftwerk-Stromspeicher.

3.0.9. Speicherkapazität

Die Nennspeicherkapazität ist einfach ausgedrückt, die Menge Strom, die der Stromspeicher maximal speichern kann. Dieser Wert wird in Kilowattstunden angegeben. Die tatsächlich nutzbare Speicherkapazität multipliziert mit der Entladetiefe. Die Nennspeicherkapazität ist weniger aussagekräftig als die nutzbare Speicherkapazität.

3.0.10 Wirkungsgrad

Der BHKW-Akku setzt beim Auf- und Entladen Wärme frei, wobei ein Teil des Solarstroms verloren geht. Man erhält also nicht zu 100% die gleiche Menge Strom zurück, wenn man diesen im Akku zwischengespeichert hat. Wie viel Prozent man zurück erhält, ist der Wirkungsgrad der Batterie. Bei Lithium-Stromspeichern liegt der Wirkungsgrad oft über 90%, bei Blei-Batterien zwischen 70 und 80%

3.1. Nicht verwechseln!

3.1.1. Warmwasser-Speicher und Stromspeicher

Warmwasser-Speicher (teilweise auch Thermiespeicher genannt) dienen dazu den Wärmebedarf des Hauses durch Speicherung von erwärmtem Wasser zu decken. Oft werden diese im Keller installiert und können einige Hundert Liter Warmwasser speichern. Stromspeicher dienen zur Speicherung des BHKW-Stroms.

3.1.2. Akku und Batterie

Genaugenommen bedeuten die beiden Wörter nicht das gleiche. Eine Batterie kann nur einmal entladen werden. Ein Akku oder Akkumulator kann viele Male auf- und wieder entladen werden. Allerdings muss man es nicht so genau nehmen. Im Sprachgebrauch unterscheidet man es meist nicht so strikt. Beide sind und bleiben Stromspeicher.

 

Stromspeicher machen Blockheizkraftwerk-Betreiber ein ganzes Stück weiter unabhängig von Energieversorgern. Wie funktionieren diese BHKW-Akkus? Welche Vorteile und welche Nachteile gibt es? Blockheizkraftwerke produzieren Str

Ein Blockheizkraftwerk besteht im Grunde aus 4 Hauptkomponenten: neben dem Motor sind dies der Generator, der Wärmetauscher und die Steuereinheit. Der Motor des BHKW Der Motor ist natürlich das Herzstück eines BHKW. Dar