Die Lebensdauer eines Stromspeichers für ein Einfamilienhaus beträgt im Durchschnitt 15-20 Jahre. Die Haltbarkeit wird dabei durch die Anzahl der Ladezyklen bestimmt. Im Schnitt hält ein PV-Speicher zwischen 4.000 und 5.000 Ladezyklen. Im normalen Haushalt werden davon jährlich 200-250 verbraucht. Sind die Ladezyklen aufgebraucht, nimmt die Leistung zunehmend ab.
Ein Stromspeicher gilt in der Regel dann als verbraucht, wenn seine Leistung nur noch bei 80 % der eigentlichen Speicherkapazität liegt. Ab dann beginnt die Leistung zunehmend stärker zu sinken, bis der Akku irgendwann kaputtgeht.
Und auf diese Aspekte geht der Artikel ein:
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Was ist ein Ladezyklus?
Ein Ladezyklus beim PV-Speicher beschreibt die komplette Aufladung, Speicherung und Entladung des Solarstroms. In der Praxis wird ein Stromspeicher nie zu 100 % entladen und es bleibt immer eine Restladung enthalten. Die Anzahl der Ladezyklen bezieht sich daher auf die Nutzkapazität des Batteriespeichers und nicht auf die Gesamtkapazität.
Eine Restladung schützt den Stromspeicher vor Schäden. So wird gewährleistet, dass die tatsächliche Lebenszeit erreicht wird. Diese Entladungstiefe oder Nutzkapazität sollte deshalb nicht unterschritten werden.
Achten Sie beim Kauf eines Stromspeichers deshalb eher auf die Größe der Nutzkapazität als auf die Gesamtkapazität. Im Durchschnitt haben Stromspeicher Netzkapazitäten von 80 bis 95%.
Zum Ladezyklus zählt übrigens nicht nur die vollständige Entladung, sondern auch eine summierte Entladung. Das bedeutet, wenn der Stromspeicher viermal zu nur 25 % entladen wurde, ist ebenfalls ein ganzer Ladezyklus verbraucht.
Unterschied zwischen Gesamtkapazität, Entladetiefe, Ladezyklus und Restladung
Schauen wir uns die Lebensdauer von den zwei gängigsten Arten von Stromspeichern für Photovoltaik genauer an: Lithium-Ionen-Speicher und Blei-Speicher.
Wie lange halten Lithium-Ionen-Akkus?
Lithium-Ionen-Akkus halten wesentlich länger als Blei-Batterien. Die Lebenszeit beträgt bei einer guten Ladestrategie bis zu 25 Jahre. Allerdings gibt es hierzu noch keine Langzeiterfahrungen, da Lithium-Ionen-Speicher relativ neu auf dem Markt sind. Stromspeicher-Hersteller garantieren in der Regel Lebenszeiten von 15 bis 20 Jahren.
Eine gute Ladestrategie bedeutet, dass der Stromspeicher nicht zu lange im voll geladenen Zustand verweilt. Dies kann zu dauerhaften Beschädigungen führen. Als Faustformel sollten deshalb pro Jahr rund 200 Ladezyklen angepeilt werden.
Ein Beispiel:
Ein Einfamilienhaus verbraucht 4.000 kWh Strom im Jahr. Die PV-Anlage und der Stromspeicher haben eine Leistung von 6 kWp. Die Nutzkapazität des Speichers beträgt 95 % und soll 30 % des jährlichen Strombedarfs decken.
4.000 kWh x 0,3 (30 %) = 1.200 kWh Strombedarf
6 kWp x 0,95 (95 %) = 5,7 kWp Nutzkapazität
1.200 kWh / 5,7 = 210 Ladezyklen
Bei einer Lebensdauer von 4.000 - 5.000 Ladezyklen hält der Stromspeicher also 20-24 Jahre.
Wie lange halten Blei-Säure-Akkus?
Blei-Säure-Akkus haben eine Lebensdauer von 5 bis 10 Jahren. In der Regel halten sie 1.500 bis 2.000 Ladezyklen. Die kurze Lebensdauer hängt damit zusammen, dass beim Be- und Entladen die Elektrolyte in der leitenden Flüssigkeit des Akkus langsam aufgebraucht werden. Deshalb haben Blei-Säure-Speicher auch nur eine Nutzkapazität von 50 bis 60 %.
Trotz des deutlich günstigeren Preises von Blei-Säure-Batterien werden heute fast nur noch Lithium-Ionen-Batterien eingesetzt. Sie erzielen bessere Leistungen bei längerer Lebensdauer.
So verlängern Sie die Lebensdauer eines Stromspeichers
Faktoren wie die Luftfeuchtigkeit, Umgebungstemperatur und die Luftqualität können die Lebenszeit eines PV-Speichers negativ beeinflussen. Schauen wir uns an, wie Sie dem entgegenwirken können.
Umgebungstemperatur
Eine zu hohe oder zu niedrige Temperatur verringert die Leistung von Batteriespeichern. Vielleicht ist Ihnen selbst schon mal aufgefallen, dass der Akku Ihres Smartphones im Winter deutlich schneller leer ist. Ähnlich verhält es sich bei einer PV-Batterie. Liegt die Umgebungstemperatur bei 0 °C oder weniger, wird die Speicherkapazität deutlich reduziert.
Wenn es zu kalt ist, wird die Bewegung der Elektrolyte im Akku sehr zähflüssig. Sie können der Leistungsanforderung nicht standhalten und reißen. Im schlimmsten Fall führt das zum Totalausfall des Akkus. Stromspeicher haben deshalb in der Regel ein Schutzsystem. Dieses schaltet den Speicher in einem solchen Fall komplett aus.
Ist die Temperatur zu hoch, beschleunigt das den Alterungsprozess des Batteriespeichers. Ab einer Temperatur von 40 °C ist die Alterung bereits um 30 % beschleunigt. Achten Sie deshalb bei der Auswahl des Standorts für Ihren Stromspeicher unbedingt auf einen kühleren Raum. Eine Raumtemperatur von 15 bis 25 °C ist optimal.
Luftfeuchtigkeit
Hohe Luftfeuchtigkeit ab 80 % wirkt sich negativ auf die Kontakte im Stromspeicher aus und kann zu dauerhaften Schäden führen. Besonders in Altbauten und alten Kellerräumen, aber auch an schwülen Tagen, kann die Luftfeuchtigkeit schnell höher liegen. Achten Sie deshalb darauf, dass Ihr Stromspeicher in einem geeigneten Raum steht. Ein extra Luftentfeuchter kann dieses Problem lösen.
Luftqualität
Bei der Wahl des Standortes für Ihren Stromspeicher sollten Sie auch auf die Luftqualität achten. Staubige Räume, zum Beispiel eine Holzwerkstatt, sind ungeeignet. Auch wenn Sie auf einem Hof wohnen und viele Nutztiere haben, sollten diese weiter entfernt vom Haus stehen. Das Ammoniak der ausgestoßenen Gase schadet ebenfalls dem Akku.
Entladetiefe
Um die Lebenszeit des Speichers zu verlängern, sollte die Entladetiefe niemals unterschritten werden. Bereits bei einmaliger Unterschreitung der Grenze kann der Speicher dauerhaft beschädigt oder sogar unbrauchbar gemacht werden. Der Einsatz eines Energiemanagement-Systems kann eine komplette Entladung verhindern.
Kann man den Stromspeicher überdimensionieren und dadurch die Lebenszeit verlängern?
Könnte man nicht einen Stromspeicher stark überdimensionieren, damit man weniger Ladezyklen pro Jahr benötigt und er so länger hält? Die Antwort ist leider negativ, denn es gibt auch die kalendarische Alterung. Die chemischen Vorgänge im Akku finden nämlich auch dann statt, wenn dieser nicht benutzt wird. Der Akku altert also trotzdem und die Lebensdauer beträgt immer noch 15-25 Jahre. Das ist auch der Grund, warum Garantien von Stromspeicher-Herstellern sich entweder auf die erreichte Anzahl von Ladezyklen oder die Lebenszeit beziehen.
Fazit
Mit 200 bis 250 Ladezyklen pro Jahr hat ein Stromspeicher für ein Einfamilienhaus eine Lebensdauer von 15 bis 25 Jahren. Die meisten Lithium-Ionen-Speicher erreichen nämlich während ihrer gesamten Lebensdauer 4.000 bis 5.000 Ladezyklen. Blei-Säure-Batterien haben nur eine Lebensdauer von 5 bis 10 Jahren, sind dafür aber deutlich günstiger.
Mit der richtigen Dimensionierung, einer guten Ladestrategie und einem geeigneten Standort ist auch eine Lebensdauer von 25 bis 30 Jahren bei Lithium-Ionen-Batterien möglich. Da diese aber erst flächendeckend seit 2014 eingesetzt werden, gibt es noch keine Langzeitstudien dazu. Doch eins ist klar: Ein Stromspeicher erhöht den Eigenverbrauch Ihrer PV-Anlage enorm und somit auch ihre Wirtschaftlichkeit.
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