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Für welche Region ist das BHKW geplant?

Mit einem Blockheizkraftwerk produzieren Sie nicht nur Wärme, sondern auch Ihren eigenen Strom. Damit Sie noch ein wenig unabhängiger von den Energieversorgern werden, können Sie zusätzlich einen Stromspeicher verwenden. In einem solchen Akku wird der produzierte Strom gespeichert, bis Sie ihn brauchen. Wir erklären Ihnen, wie BHKW-Akkus funktionieren und welche Vor- und Nachteile sie haben.

BHKW produzieren Strom und Wärme gleichzeitig. Bei der Planung wird zunächst der Wärmebedarf im Haus geprüft und an diesem wird die Größe des BHKW ausgelegt. Die Wärme ist also das primäre Ziel von BHKW, der Strom wird zusätzlich erzeugt. Überschüssige Wärme kann in einen Warmwasser-Speicher geleitet und später genutzt werden. Doch wie sieht es mit dem Strom aus?

Normalerweise wird der Strom des BHKW direkt im Haus verbraucht. Wenn er gerade nicht nötig ist, wird der Überschuss ins öffentliche Stromnetz eingespeist und zu einem festen Satz vergütet („Einspeisevergütung“). Doch es gibt auch Möglichkeiten, um den Strom für einen späteren Zeitpunkt zu speichern.

Nicht verwechseln: Warmwasser-Speicher (teilweise auch Thermiespeicher genannt) dienen dazu, den Wärmebedarf Ihres Hauses durch Speicherung von erwärmtem Wasser zu decken. Ein Thermiespeicher gehört zu fast jedem BHKW dazu. Er kann mehrere Hundert Liter Warmwasser speichern. Stromspeicher dagegen funktionieren wie Akkus und speichern nicht die Wärme, sondern den Strom aus dem BHKW.

1. Warum ein BHKW-Stromspeicher eine gute Idee ist

Wenn gerade niemand zu Hause ist, wird nur wenig Strom benötigt (zum Beispiel für Kühlschrank, Gefriertruhe oder Aquarium). Strom, der in dieser Zeit produziert wird, kann also nicht vollständig genutzt werden und fließt üblicherweise ins öffentliche Netz. Dafür braucht man zu anderen Tageszeiten mehr Strom, zum Beispiel abends beim Fernsehen oder mittags beim Kochen. In dieser Zeit bezieht auch ein BHKW-Nutzer Strom aus dem öffentlichen Netz, weil die Eigenproduktion nicht ausreicht.

Die Höhe der Einspeisevergütung ist vom Inbetriebnahmezeitpunkt des BHKW abhängig. Bei den meisten Betreibern liegt sie unter dem Strompreis. Das bedeutet: Sie speisen Strom ins öffentliche Netz ein und bekommen dafür eine Vergütung. Wenn Sie aber später wieder Strom aus dem öffentlichen Netz beziehen, ist der Preis für diesen „Rückkauf“ höher als das, was Sie bekommen haben.

Es wäre also erstrebenswerter, sich die Einspeisevergütung entgehen zu lassen, wenn man sich dafür den Zukauf von Strom sparen könnte. Für diesen Zweck sind Stromspeicher für Blockheizkraftwerke gedacht. Sie erlauben uns, den selbst produzierten Strom dann zu nutzen, wenn wir ihn brauchen – unabhängig davon, wann er produziert wurde.

Besonders wichtig sind Stromspeicher für Blockheizkraftwerke an Orten, an denen ein Anschluss ans Stromnetz nicht möglich ist. Das ist zum Beispiel auf Booten oder in Berghütten der Fall. Aber auch dann, wenn Sie einfach unabhängiger von den Stromversorgern werden wollen, kann ein Akku eine gute Idee sein.

Stromspeicher werden noch nicht lange in Masse produziert und standen deshalb vor einigen Jahren noch nicht zur Verfügung. Der eine oder andere BHKW-Besitzer fragt sich nun, ob eine solche Batterie nachgerüstet werden kann. Ja, dies ist in der Regel möglich, aber nicht immer rentabel. Lassen Sie sich gut beraten, ob sich die Nachrüstung für Sie lohnt!

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, kehrt sich der Prozess um und der Strom kann entnommen werden. Heutige Akkus für Blockheizkraftwerke arbeiten meist entweder mit Blei-Elektroden in konzentrierter Schwefelsäure oder mit Lithium-Ionen. Wir stellen Ihnen beide Arten vor:

2.1. Blei-Akkus für Blockheizkraftwerke

Blei-Stromspeicher haben sich schon in vielen Bereichen bewährt, zum Beispiel bei Autobatterien. Sie sind vergleichsweise günstig. Allerdings besitzen sie eine geringe Energiedichte und das bedeutet: Sie sind relativ groß. Dieser Aspekt ist bei einem Blockheizkraftwerk jedoch meist nicht so wichtig, weil im Keller im Regelfall genug Platz vorhanden ist. Blei-Akkus haben aber einen weiteren Nachteil: Ihr Wirkungsgrad liegt nur bei etwa 60 bis 80 % und auch die Entladetiefe liegt nur bei 50 bis 60 %. Sie verlieren also einen guten Teil Ihres produzierten Stroms im Akku.

2.2. Lithium-Ionen-Akkus für Blockheizkraftwerke

Stromspeicher für BHKW von Sonnenbatterie @SonnenbatterieLithium-Ionen-Akkus haben eine sehr hohe Energiedichte und können daher ziemlich kompakt gebaut werden. In Smartphones werden zum Beispiel meist Lithium-Akkus verwendet. Der Vorteil eines Lithium-Stromspeichers ist seine Effizienz: Der Wirkungsgrad liegt bei etwa 90 % und der Akku kann bis zu 80 % entladen werden. Dies schlägt sich auch in einer bedeutend längeren Lebensdauer nieder. Der Nachteil ist der höhere Preis im Vergleich zu Blei-Stromspeichern.

3. Vor- und Nachteile von BHKW-Stromspeichern

Es klingt völlig logisch und sinnvoll, BHKW-Akkus zu verwenden. Leider ist es (noch) nicht ganz so einfach:

Der größte Vorteil eines BHKW-Stromspeichers ist natürlich, dass Sie den Eigenverbrauchsanteil des BHKW enorm steigern können. Damit steigt auch der Autarkiegrad des Gebäudes. Mit steigenden Strompreisen wird dieses Argument immer wichtiger werden, denn davon sind Sie ja dann unabhängig.

Einen gewaltigen Nachteil hat die Sache jedoch: In den meisten Fällen sind Stromspeicher für BHKW noch nicht rentabel. Natürlich helfen sie dabei, Stromkosten zu sparen. Aber unter dem Strich verlängern sie die Amortisationszeit des Blockheizkraftwerks und vermindern die Rendite. Dies liegt an den leider noch sehr hohen Anschaffungspreisen. Experten gehen allerdings davon aus, dass Massenproduktionen, die gesteigerte Nachfrage und staatliche Förderungen in den nächsten Jahren dafür sorgen werden, dass die Speicher wirtschaftlich zu betreiben sind.

Sie müssen sich heute noch nicht entscheiden, auch wenn Sie schon ein Blockheizkraftwerk betreiben oder es gerade planen. Wie schon erwähnt, lassen sich Akkus auch später noch nachrüsten und mit Ihrem BHKW verbinden.

Einen weiteren Nachteil gibt es noch: Eine längere Lebensdauer wäre wünschenswert. Blei-Akkus erreichen oft schon nach zehn Jahren ihre Kapazitätsgrenze.

4. Glossar: Wichtige Begriffe rund um BHKW-Stromspeicher

Wenn Sie sich intensiver mit Akkus für Blockheizkraftwerke beschäftigen, brauchen Sie einiges an Grundwissen. Wir stellen Ihnen die wichtigsten Begriffe vor und erklären Ihnen, was dahintersteckt.

4.1. Akku und Batterie

Viele Menschen verwenden die Begriffe Akku und Batterie gleichwertig. Es gibt jedoch einen großen Unterschied: Eine Batterie kann nur einmal entladen werden und ist dann verbraucht. Ein Akku (eigentlich Akkumulator) kann viele Male auf- und wieder entladen werden.

4.2. Energiedichte

Die Energiedichte eines BHKW-Akkus ist ein wichtiges Merkmal. Je höher die Energiedichte ist, umso kleiner kann (bei gleicher Kapazität) der Akku sein. Allerdings steigt mit der Dichte auch der Preis des Stromspeichers an. Lithium-Ionen-Akkus sind im Bereich der Energiedichte klar im Vorteil, daher werden sie zum Beispiel in Smartphones und Laptops verbaut, wo es sehr auf den Platz ankommt.

4.3. Entladungstiefe (oder Entladetiefe)

Eine komplette Entladung des Speichers könnte dem Akku schaden und ist deshalb nicht wünschenswert. Bei einer Zuführung von 100 % Strom wird dann also nur ein Teil wieder entnommen, zum Beispiel 75 %. Je höher die Entladetiefe, umso effizienter ist der Akku. Eine Entladungstiefe von bis zu 90 % ist also ein Qualitätsmerkmal von Stromspeichern.

  • Hier liegen Lithium-Ionen-Akkus deutlich vorne.
  • Blei-Akkus vertragen oft nur eine Entladetiefe von maximal 50 %.

Die Entladungstiefe muss bei der Größendimensionierung des Stromspeichers berücksichtigt werden. Wegen der geringeren Entladungstiefe von Blei-Akkus sollte ihre Kapazität größer sein als die des Blockheizkraftwerks.

Die Entladetiefe wird oft mit dem Kürzel „DoD“ bezeichnet. Das bedeutet „Depth of discharge“, ist also der englische Begriff für die Entladungstiefe.

4.4. Ladeleistung

Die Ladeleistung ist im Prinzip des Ladegeschwindigkeit des Akkus.

4.5. Ladezyklen

Ein Ladezyklus ist das komplette Aufbrauchen einer Batterieladung. Dies muss nicht auf einmal passieren: Wenn der Akku an vier Tagen um jeweils ein Viertel geleert wird, entspricht das einem Ladezyklus. In der Realität wird der BHKW-Speicher selten erst komplett aufgeladen und dann wieder vollständig geleert. Dieses Vorgehen würde einem Vollzyklus entsprechen. Normalerweise geschehen die Lade- und Entladevorgänge jedoch in Teilzyklen. Die maximale Anzahl der Ladezyklen gibt die Lebensdauer eines Stromspeichers an.

4.6. Leistungsgarantie

Hersteller, die von ihren Produkten überzeugt sind, geben eine Leistungsgarantie. Sie versprechen damit, dass der BHKW-Akku innerhalb eines Zeitraums (zum Beispiel zehn Jahre) noch mindestens einen bestimmten Prozentwert seiner anfänglichen Kapazität leisten wird. Bei einem BHKW-Stromspeicher ohne Leistungsgarantie sollten Sie vorsichtig sein. Es bedeutet zwar nicht automatisch, dass der Akku schlecht ist, aber Sie können die Qualität zumindest schlechter einschätzen.

4.7. Memoryeffekt

Vom Smartphone kennen Sie den Memoryeffekt vielleicht schon: Mit der Zeit verringert sich die Speicherkapazität des Akkus, er hält also nicht mehr so lange. Das liegt daran, dass der Stromspeicher Kristalle bildet, die ein vollständiges Laden und Entladen verhindern.

Das Wort „Memoryeffekt“ kann man mit „Erinnerungseffekt“ übersetzen oder auch mit „Batterieträgheitseffekt“. Dies deutet darauf hin, dass sich ein Akku, den man nicht ab und zu komplett entlädt, „erinnert“, wie viel Kapazität in der Regel benötigt wird. Dann stellt er auch nur noch diese Kapazität zur Verfügung.

Aber keine Sorge: Bei Lithium-Ionen-Akkus tritt der Memoryeffekt nur ganz geringfügig auf, bei Blei-Akkus gar nicht. Bei modernen Batterietechnologien muss man sich um den Memoryeffekt keine Sorgen mehr machen.

4.8. Notstrom

Die meisten Stromspeicher verfügen über eine Notstrom-Option, sodass Ihr Haus bei einem Stromausfall weiterhin mit Strom versorgt wird.

4.9. Selbstentladung

Wenn ein Akku nicht benutzt wird, entlädt er sich langsam selbst. Das bedeutet einen Energieverlust, der sich aber im Rahmen hält. Die Selbstentladung ist temperaturabhängig: Je kälter die Umgebungstemperatur ist, umso geringer tritt der Effekt auf. Deshalb ist ein kühler Keller ein idealer Standort für Ihren BHKW-Stromspeicher.

4.10 Speicherkapazität / Nennspeicherkapazität

Einfach ausgedrückt: Die Nennspeicherkapazität ist die Menge Strom, die der Akku maximal speichern kann. Dieser Wert wird in Kilowattstunden angegeben. Die tatsächlich nutzbare Speicherkapazität entsteht, indem man sie mit der Entladetiefe multipliziert. Die Nennspeicherkapazität ist deshalb weniger aussagekräftig als die nutzbare Speicherkapazität.

4.11 Wirkungsgrad

Der BHKW-Akku setzt beim Auf- und Entladen Wärme frei, wobei ein Teil des Stroms verloren geht. Man bekommt also nicht zu 100 % die gleiche Menge Strom zurück, die man im Akku zwischengespeichert hat. Der Wirkungsgrad gibt Auskunft darüber, wie viel Prozent man zurückerhält.

  • Bei Lithium-Stromspeichern liegt der Wirkungsgrad oft über 90 %
  • bei Blei-Akkus zwischen 60 und 80 %.

 

FAQ - Häufig gestellte Fragen in Kürze

  • checkIst ein Stromspeicher für ein BHKW sinnvoll?

    Ein BHKW-Stromspeicher erlaubt, den selbst produzierten Strom dann zu nutzen, wenn man ihn benötigt, unabhängig davon, wann er produziert wurde. Besonders wichtig sind Stromspeicher für Blockheizkraftwerke dort, wo ein Anschluss ans Stromnetz nicht möglich ist - z.B. auf Booten oder in Berghütten. Aber auch dann, wenn Sie einfach unabhängiger von den Stromversorgern werden wollen, kann ein Akku eine gute Idee sein.

  • checkWelche Vorteile hat ein BHKW-Stromspeicher?

    Der größte Vorteil eines BHKW-Stromspeichers ist der höhere Eigenverbrauchsanteil und damit auch der Autarkiegrad des Gebäudes. Je höher die Strompreise steigen, um so wichtiger wird dieses Argument. In den meisten Fällen sind Stromspeicher für BHKW jedoch noch nicht rentabel. Unter dem Strich verlängern sie die Amortisationszeit des Blockheizkraftwerks und vermindern die Rendite.

Geschrieben von: David S. Gerlach , 04. Oktober 2020


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