Die optimale Größe und Dimensionierung eines PV-Speichers berechnen

Stefano Fonseca
Zuletzt aktualisiert: 04/02/2024
Kategorie: Stromspeicher

Die optimale Größe eines PV-Speichers ist für seine Funktion und Wirtschaftlichkeit entscheidend. In diesem Artikel erfahren Sie, wie man diese berechnet und den Stromspeicher richtig dimensioniert. 

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Wie berechne ich die Größe eines Stromspeichers?

Die Dimensionierung eines Speichersystems ist eine Herausforderung. Die PV-Anlage produziert und verbraucht das ganze Jahr über unterschiedliche Mengen an Strom. Im Sommer reicht ein kleiner Speicher aus, im Winter benötigen Sie eine größere Speicherkapazität.

Zur Berechnung der Größe eines Stromspeichers muss daher einen Kompromiss zwischen der Maximierung von Tagen mit hohem Stromertrag und überschüssiger Speicherkapazität gemacht werden. Welcher Faktor überwiegt, entscheidet der Anwendungsfall:

  • Wenn Sie einen PV-Speicher nachrüsten oder nicht über genug Installationsfläche für die PV-Anlage verfügen, wird die Größe des Speichers anhand der Nennleistung der Photovoltaikanlage vorgegeben;
  • Bei Neuanlagen sollten Sie die optimale Kombination aus PV-Nennleistung und Speicherkapazität finden.
PV-Speicher Größe berechnen - Einflüsse

Die Berechnung der Speichergröße ist ein Kompromiss (@solar.htw-berlin.de)

PV-Speicher Größe berechnen: Faustformel

Pro 1.000 kWh benötigen Sie 1,0 bis 1,5 kWh Speicherkapazität. Das heißt, für ein Einfamilienhaus mit einem Stromverbrauch von 5.000 kWh pro Jahr benötigen Sie einen Speicher mit einer Speicherkapazität zwischen 5 und 7,5 kWh.

Diese Faustformel wird zur groben Auslegung genutzt. Im nachfolgenden Text erklären wir Schritt-für-Schritt, wie Sie die optimale Größe des Stromspeichers berechnen.   

Schritt 1: Parameter festlegen 

Bevor Sie mit der Berechnung beginnen, müssen Sie den Autarkiegrad und den Eigenverbrauchsanteil festlegen. Diese Werte sollten bei mindestens 60% liegen. Grundsätzlich gilt, je höher diese Parameter, desto höher die Anschaffungskosten der PV-Anlage. Sie müssen dabei die Wirtschaftlichkeit betrachten und sicherstellen, dass sich die Investition lohnt. Entscheidend ist zudem die Nennleistung der PV-Anlage. Es ist wichtig, dass der Speicher weder unter- noch überdimensioniert ist.

Schritt 2: Ermittlung des täglichen Energiebedarfs

Zur Ermittlung des täglichen Energiebedarfs sollten Sie den durchschnittlichen Stromverbrauch der letzten drei Jahre berücksichtigen. Diesen entnehmen Sie aus den Rechnungen des Stromversorgers. Den täglichen Energiebedarf erhalten Sie, indem Sie den Jahresverbrauch durch 365 Tage teilen.

HaushaltsgrößeDurchschn. Stromverbrauch EinfamilienhausStromverbrauch mit elektrischer WarmwasserbereitungTäglicher Energiebedarf Einfamilienhaus
1 Person2.400 kWh/Jahr2.700 kWh/Jahr6,6 - 7,4 kWh
2 Personen3.000 kWh/Jahr3.500 kWh/Jahr8,2 - 9,6 kWh
3 Personen3.600 kWh/Jahr4.500 kWh/Jahr9,9 - 12,3 kWh
4 Personen4.000 kWh/Jahr5.100 kWh/Jahr11,0 - 14,0 kWh
5 Personen5.000 kWh/Jahr6.300 kWh/Jahr13,7 - 17,3 kWh

Sollten Sie zusätzliche Verbraucher wie Wärmepumpen und E-Autos installieren, müssen Sie diese in den Stromverbrauch einkalkulieren. Gleichzeitig erhöhen sie die Eigenverbrauchsquote, sodass der Speicher eine geringere Speicherkapazität benötigt.  

Schritt 3: Verbrauchs- und Ladeverhalten

Als Nächstes müssen Sie das Verbrauchs- und Ladeverhalten analysieren. Es ist entscheidend, wann Sie den Strom erzeugen und ob Sie zu diesen Zeiten den Strom nutzen oder speichern. Anhand dessen wird zur Berechnung ein Faktor festgelegt.

StromerzeugungStromverbrauchFaktor
überwiegend zur MittagszeitMorgens und abends0,6
Morgens und abendsüberwiegend zur Mittagszeit0,6
überwiegend zur Mittagszeitüberwiegend zur Mittagszeit0,5
Morgens und abendsMorgens und abends0,4

Schritt 4: Berechnung der Größe des Speichers

Zur Berechnung der Speichergröße nehmen Sie den täglichen Energiebedarf und multiplizieren ihn durch den oben genannten Faktor. 

  • Speicherkapazität = (Jahresstromverbrauch / 365) * Faktor = täglicher Energiebedarf * Faktor

Nehmen wir für eine Beispielrechnung einen Jahresstromverbrauch von 5.000 kWh an. Die PV-Anlage hat eine Ost-West-Ausrichtung, sodass die Stromerzeugung eher morgens und abends stattfindet. Das entspricht einem Faktor von 0,4%.

  • Speicherkapazität = (5.000 kWh/Jahr / 365) * 0,4 = 13,7 kWh/Tag * 0,4 = 5,5 kWh

Schritt 5: Passenden Speicher aussuchen

Nun wissen Sie, welche Speichergröße Sie benötigen. Damit erreichen Sie einen Autarkie- und Eigenverbrauchsgrad von rund 60%. Wenn Sie sich höhere Werte wünschen, müssen Sie die Speichergröße erhöhen. Dabei sollten Sie nie die Wirtschaftlichkeit aus den Augen verlieren.

Der letzte Schritt besteht im Vergleich verschiedener Stromspeicher-Hersteller und der Auswahl des richtigen Modells. Achten Sie auf die Größe, die technischen Merkmale, die Garantie, den Preis und den Ruf. Denken Sie auch an zukünftige Skalierbarkeit und Erweiterungsmöglichkeiten.

Hilfreiche Faustformeln für die optimale Auslegung eines Stromspeichers

Die von der HTW Berlin zur Verfügung gestellten Faustregeln helfen bei der optimalen Auslegung eines Stromspeichers. Damit vermeiden Sie die Unter- und Überdimensionierung des Speichers:

  • Installieren Sie einen PV-Speicher nur dann, wenn genügend überschüssiger Solarstrom vorhanden ist. Das heißt, die Speicherkapazität sollte mindestens 0,5 kW pro 1.000 kWh Stromverbrauch im Jahr betragen;
  • Gleichzeitig sollte der Stromspeicher maximal 1,5 kW pro 1.000 kWh Stromverbrauch im Jahr betragen. Ansonsten ist der Speicher überdimensioniert; 
  • Die Speicherkapazität sollte maximal 1,5 kWh pro kWp PV-Nennleistung betragen.

Die folgende Grafik zeigt die empfohlene Speicherkapazität für PV-Batteriesysteme in Einfamilienhäusern. Sie hilft Ihnen, die richtige Größe zu wählen und eine Überdimensionierung des Batteriespeichersystems zu vermeiden.

Optimale Speichergröße Einfamilienhäuser Matrix

Empfohlene Speicherkapazität für Stromspeicher in Einfamilienhäusern (@solar.htw-berlin.de)

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