AC- oder DC-Speicher für Photovoltaik: Unterschied, Wirkungsgrad und welcher passt

Was ist der Unterschied zwischen einem AC- und einem DC-Speicher?

Der Unterschied zwischen einem AC- und einem DC-Speicher liegt im Anschlusspunkt an die PV-Anlage. Ein AC-Speicher hängt hinter dem Wechselrichter am Hausnetz und nimmt bereits umgewandelten Wechselstrom auf. Ein DC-Speicher sitzt davor und speichert den Gleichstrom, den die Solarmodule liefern, bevor er zu Wechselstrom wird.

Beide erfüllen dieselbe Aufgabe, und zwar heben sie Solarstrom für die Abendstunden auf. Sie unterscheiden sich darin, wie viele Umwandlungsschritte dieser Strom bis zur Steckdose durchläuft und welche Geräte dafür nötig sind. Aus diesem Unterschied folgen alle weiteren: Wirkungsgrad, Nachrüstbarkeit, Platzbedarf und Kosten.

Die Begriffe werden dabei uneinheitlich verwendet. AC-gekoppelte Speicher heißen auch Wechselstromspeicher, während DC-gekoppelte Modelle als Gleichstromspeicher oder DC-Batteriespeicher bezeichnet werden. Gemeint ist jeweils dasselbe Prinzip.

Die folgende Übersicht stellt die Unterschiede gegenüber, die bei der Auswahl ins Gewicht fallen:

Wie funktioniert ein AC-Speicher?

Ein AC-Speicher lädt aus dem Hausnetz: Er nimmt den bereits erzeugten Wechselstrom auf und wandelt ihn über einen eigenen Batteriewechselrichter in Gleichstrom für die Batterie um. Im Einzelnen: Die Solarmodule erzeugen Gleichstrom, der Wechselrichter macht daraus Wechselstrom für das Hausnetz. Was der Haushalt gerade nicht verbraucht, leitet ein zusätzlicher Batteriewechselrichter zurück in Gleichstrom um und lädt damit die Batterie. Beim Entladen läuft der Weg rückwärts.

Der Strom wird auf diesem Weg dreimal umgewandelt: einmal für das Hausnetz, einmal für die Batterie und einmal wieder zurück. Jede Umwandlung kostet ein wenig Energie. Dafür berührt der Speicher die bestehende Anlage nicht.

Wie funktioniert ein DC-Speicher?

Ein DC-Speicher ist direkt an den Solargenerator gekoppelt. Überschüssiger Gleichstrom der Module fließt direkt in die Batterie, und erst beim Verbrauch wandelt ein Hybrid-Wechselrichter ihn in Wechselstrom um. Was der Haushalt gerade braucht, geht ohne Umweg über die Batterie durch den Wechselrichter. Dieses Gerät übernimmt beide Aufgaben, die im AC-System auf zwei Wechselrichter verteilt sind.

Weil das Laden ohne Umweg über das Hausnetz läuft, entfallen zwei der drei Umwandlungsschritte. Der Preis dafür ist geringere Flexibilität: Batterie und Hybrid-Wechselrichter müssen zueinander passen und werden meist gemeinsam geplant.

Welchen Wirkungsgrad haben AC- und DC-Speicher?

Der Wirkungsgrad von DC-Speichern liegt geringfügig über dem von AC-Speichern, aber der Abstand ist gering. Die HTW Berlin hat in der Studie „Stromspeicher-Inspektion 2026“ gemeinsam mit aquu zwölf Solarstromspeicher von zehn Herstellern vermessen. Ein Sonderfall im Testfeld erlaubt den direkten Vergleich: Der Wechselrichter Kostal Plenticore MP G3 M 4.6 lässt sich sowohl als Hybrid-Wechselrichter als auch als reiner Batteriewechselrichter betreiben und wurde deshalb in beiden Kopplungsarten geprüft.

Das Ergebnis: Als DC-gekoppeltes System erreichte er einen System Performance Index von 92,7%, als AC-gekoppeltes System 91,9%. Der Unterschied beträgt 0,8 Prozentpunkte. Diese Kennzahl ist ausdrücklich kein Gesamtwirkungsgrad: Sie misst, wie stark die Systemverluste die theoretisch mögliche Kostenersparnis schmälern, und berücksichtigt dabei Laden, Entladen, Teillastverhalten und Bereitschaftsbetrieb zusammen. Bei den reinen Umwandlungsverlusten waren es 6,0% gegenüber 6,4%. In der 10-kW-Klasse zeigte dasselbe Herstellersystem denselben Abstand: 95,1% gegenüber 94,3%.

Ein Teil dieses Abstands entsteht gar nicht beim Laden, sondern im Leerlauf. Beim AC-System läuft neben dem Batteriewechselrichter auch der PV-Wechselrichter im Bereitschaftsbetrieb mit, im gemessenen Fall mit zusätzlichen fünf Watt. Die Bereitschaftsverluste fielen dadurch doppelt so hoch aus.

In Geld umgerechnet bleibt wenig übrig. Die HTW Berlin beziffert den finanziellen Verlust in der 10-kW-Klasse auf durchschnittlich 26 Euro pro Jahr je Prozentpunkt, gerechnet mit 40 Cent Netzbezugskosten und 8 Cent Einspeisevergütung je Kilowattstunde. Auf die 0,8 Prozentpunkte zwischen den beiden Kopplungsvarianten gerechnet sind das rund 21 Euro im Jahr. Zum Vergleich: Zwischen dem effizientesten und dem ineffizientesten Speicher des Testfelds liegen laut HTW Berlin 200 Euro pro Jahr. Die Gerätewahl wiegt also fast zehnmal schwerer als die Kopplungsart.

Viel wichtiger als die Kopplungsart ist die Qualität des einzelnen Geräts. Das zeigt der Blick auf die Spitzenwerte:

Der beste 5-kW-Speicher des Tests war also ein AC-Speicher. Zwischen Testsieger und Schlusslicht der 10-kW-Klasse liegen laut HTW Berlin 7,6 Prozentpunkte, sprich fast das Zehnfache des Kopplungsunterschieds. Die Differenz der gerundeten Tabellenwerte von 7,7 Prozentpunkten erklärt sich durch die ungerundeten Messwerte der Hochschule. Den jährlichen Kostenvorteil des Testsiegers gegenüber dem ineffizientesten Gerät beziffert die Hochschule auf 200 Euro.

Hierzu eine Einordnung: Die Werte der 5-kW- und der 10-kW-Klasse beruhen auf unterschiedlichen Referenzfällen und sind miteinander nicht vergleichbar. Auch die Verbraucherzentrale formuliert zurückhaltend und schreibt, DC-gekoppelte Systeme hätten „im Schnitt etwas weniger Umwandlungsverluste“ als AC-gekoppelte Speicher.

Wer auf Effizienz achtet, schaut deshalb besser auf Entladewirkungsgrad und Standby-Verbrauch des konkreten Geräts als auf die Bauart. Wie stark hier der Wandler mitspielt, zeigt der Wirkungsgrad des Wechselrichters.

Welche Vor- und Nachteile haben AC- und DC-Speicher?

Der wichtigste Vorteil des AC-Speichers ist seine Unabhängigkeit von der bestehenden Anlage, sein wichtigster Nachteil der zusätzliche Batteriewechselrichter. Beim DC-Speicher kehrt sich das um: Er kommt mit einem Wandler weniger aus, bindet sich dafür aber fest an einen kompatiblen Hybrid-Wechselrichter.

Bei den Anschaffungskosten gibt es kaum belastbare Vergleichswerte, der Unterschied dürfte aber gering sein. Ein DC-System kommt zwar mit einem Gerät weniger aus, ein Hybrid-Wechselrichter ist aber teurer als ein reiner PV-Wechselrichter. Entscheidend ist meist, ob ein funktionierender Wechselrichter bereits vorhanden ist oder ohnehin angeschafft wird. Eine Orientierung verschafft unser Ratgeber zu den Kosten eines Stromspeichers.

Zu einer bestehenden PV-Anlage passt fast immer der AC-Speicher, während bei einer Neuplanung der DC-Speicher die bessere Wahl ist. Ausschlaggebend ist folglich, ob die Anlage bereits existiert. Die folgenden vier Ausgangslagen decken die meisten Fälle ab:

• Bestehende PV-Anlage ohne Speicher: AC-Speicher. Er wird an das Hausnetz angeschlossen, der vorhandene Wechselrichter bleibt. Was dabei sonst noch zu beachten ist, lesen Sie im Ratgeber zum PV-Speicher nachrüsten.
• Neue PV-Anlage mit Speicher aus einer Hand: DC-Speicher. Der Hybrid-Wechselrichter wird ohnehin neu gekauft, also entfällt der Aufpreis gegenüber einem separaten Batteriewechselrichter.
• Bestehende Anlage mit bereits vorhandenem Hybrid-Wechselrichter: DC-Speicher, sofern die Batterie auf der Kompatibilitätsliste des Herstellers steht. Diese Liste und nicht die Bauform ist entscheidend.
• Anlage soll später erweitert werden oder Sie wollen Hersteller frei kombinieren: AC-Speicher. Er ist die flexiblere Lösung, weil er vom PV-Wechselrichter entkoppelt bleibt.

Die passende Speichergröße ist ein Thema für sich und hängt vom Stromverbrauch ab, nicht von der Kopplungsart. Dazu hilft der Ratgeber zur Auslegung und Dimensionierung des PV-Speichers. Welche Geräte in welcher Bauform angeboten werden, zeigt die Übersicht der Hersteller von Stromspeichern.

Notstrom und Ersatzstrom: Welche Kopplung hilft bei Stromausfall?

Ob Notstrom oder Ersatzstrom möglich ist, entscheidet nicht die Kopplung, sondern das jeweilige Gerät. Ein Speicher springt bei einem Stromausfall nur dann ein, wenn er die Not- oder Ersatzstromfunktion hat. Beide Bauformen gibt es mit und ohne diese Funktion.

Der Hintergrund: Eine netzgekoppelte PV-Anlage schaltet sich bei einem Netzausfall aus Sicherheitsgründen ab, damit kein Strom in ein Netz fließt, an dem Menschen arbeiten. Ohne zusätzliche Technik nützt also ein voller Speicher nichts.

Die Verbraucherzentrale unterscheidet zwei Ausbaustufen. Beim Notstrom liefert der Speicher über eine einzelne Steckdose Energie, an die Sie einzelne Geräte anschließen. Beim Ersatzstrom speist der Speicher in das Hausnetz ein, sodass die Verbraucher im Haus weiterlaufen, solange Speicher und PV-Anlage genug hergeben. Ersatzstrom braucht dafür eine Umschalteinrichtung, die das Hausnetz automatisch vom öffentlichen Netz trennt.

Wichtig für die Kaufentscheidung: Laut Verbraucherzentrale gehören diese Funktionen nur bei einigen Heimspeichersystemen zum üblichen Funktionsumfang, und es gibt sie häufig nur gegen Aufpreis. Wer Ausfallsicherheit will, sollte das im Angebot ausdrücklich verlangen und sich die Umschaltzeit nennen lassen, statt sie über die Kopplungsart zu erwarten.

Welcher Speicher passt zum Balkonkraftwerk: AC oder DC?

Für Balkonkraftwerke gibt es beide Bauformen, wobei Komplettgeräte mit eigenen MPP-Trackern DC-gekoppelt sind. Die Vorstellung, ein Balkonkraftwerk vertrage wegen seines Mikrowechselrichters nur AC-Speicher, trifft auf den heutigen Markt nicht mehr zu.

Bei DC-gekoppelten Balkonspeichern werden die Solarmodule direkt an den Speicher angeschlossen, der eigene MPP-Tracker mitbringt. Der Anker SOLIX Solarbank 3 E2700 Pro etwa nimmt die Module über vier MPP-Tracker mit einer Betriebsspannung von 16 bis 60 Volt Gleichstrom auf. Der Zendure SolarFlow 800 Pro ist ebenfalls mit vier MPP-Trackern ausgestattet. Der Strom wird also gespeichert, bevor er zum Wechselstrom wird, genau wie beim DC-Speicher im Einfamilienhaus.

Daneben gibt es AC-gekoppelte Balkonspeicher, die hinter einem vorhandenen Mikrowechselrichter sitzen. Zendure beschreibt den SolarFlow 2400 AC ausdrücklich als wechselstromgekoppeltes, steckerfertiges Speichersystem für bestehende PV-Anlagen, das zusätzlich Strom aus dem Netz laden kann.

Für die Praxis heißt das: Wer ein Balkonkraftwerk neu kauft, fährt mit einem DC-gekoppelten Komplettgerät meist einfacher und verlustärmer. Wer bereits ein Balkonkraftwerk betreibt und nur einen Speicher ergänzen will, kommt mit einem AC-Speicher in der Regel schneller ans Ziel, weil der vorhandene Mikrowechselrichter bleiben kann. Welche Sets sonst noch zueinander passen, zeigt der Balkonkraftwerk-Vergleich.

Häufige Fragen zu AC- und DC-Speichern

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