PV-Speichersysteme: Unterschied AC und DC

Ein Lithium-Ionen-Akku besteht aus mehreren Lithium-Zellen, die intern verschaltet sind und eine 48-Volt-Systemspannung herstellen. Ein Überwachungssystem (BMS) kontrolliert diese Systemspannung. Bei Hochvoltsystemen schaltet man dann zusätzliche Zellen in Reihe, um 250-500 Volt Systemspannung zu erzeugen.

Der Begriff Lithium-Ionen steht für eine moderne Zelle. Entscheidend ist hier die Zellchemie, die bei der Herstellung des Akkus eingesetzt wird. Sie ist ausschlaggebend für die Kapazität, die Leistungsdichte, die Lade- und Entladeleistung wie auch die Zyklenzahl und die Lebensdauer deines Speichersystems.

Mittlerweile haben sich zwei Zell-Technologien für Heim- und Gewerbespeicher durchgesetzt. Mit Lithium-Eisen-Phosphat (LiFePo) und Lithium-Nickel-Mangan-Cobalt (NMC) werden auch Akkus für Laptops, Smartphones und Elektroautos produziert. Diese Massenfertigung für unterschiedliche Anwendungen sichert eine hohe Qualität und auch einen günstigen Preis für Stromspeicher.

Das Battery Management System deines Akkus überwacht die Spannung, die Energieströme und die Temperatur der Zellen. Durch das BMS bleiben sie immer im idealen Betriebsbereich. Das heißt: Es sorgt zuverlässig für die Sicherheit des Akkus, berechnet den genauen Ladezustand und leitet ihn an den Batteriewechselrichter weiter.

Jedes Speichersystem braucht einen Batteriewechselrichter oder Spannungswandler für die Ladung und Entladung des Akkus. Dabei lässt sich seine Spannung individuell anpassen, aber auch die Leistung regeln. So kannst du effizient, sicher, und ökonomisch laden und bei Bedarf entladen.

Der Hauptunterschied liegt in der Systemtopologie: Es gibt AC-Systeme und DC-Systeme.

• Abkürzung AC (alternating current) = Wechselstrom
• Abkürzung DC (direct current) = Gleichstrom

Vorab ist es wichtig zu wissen, dass Solarmodule immer Gleichstrom erzeugen. Bei einem AC-System schließt man den Batterie-Wechselrichter an das Hausnetz an und wandelt den Wechselstrom (AC) in Gleichsstrom (DC) um. AC-Systeme sind ideal, wenn du schon eine Solaranlage mit PV-Wechselrichter besitzt und einen Stromspeicher nachrüsten willst. Aber auch bei Neuinstallationen bist du mit einem AC-System völlig flexibel: Egal, ob du Photovoltaik, Windenergie oder ein Blockheizkraftwerk (BHKW) als Erzeugungsanlage einsetzt. Dabei spielt die Größe deiner Anlage keine Rolle. Wichtigster Vorteil: Einfach zum Nachzurüsten.

Bei einem DC-System sind PV-Wechselrichter und Batterie-Wechselrichter miteinander vereint. Ein DC-System nimmt erzeugte Energie nahezu direkt von deiner PV-Anlage auf. Dabei muss man die Spannung der in Reihe verschalteten Solarmodule (PV-Strings) an die der Batterie anpassen. Für die Entladung nutzt das DC-System den integrierten PV-Wechselrichter, um die Energie ins Hausnetz einzuspeisen. DC-Systeme sind meistens nur für Neuinstallationen geeignet. Zudem ist hier die maximale PV-Anlagengröße für die direkte Ladung des Akkus begrenzt. Dein Vorteil? DC-Systeme benötigen in der Regel weniger Platz und der Aufwand für die Installation ist oft geringer.

Ein weiterer Unterschied besteht im Netzanschluss des Speichersystems. Grundsätzlich kann man in Deutschland bis zu 4,6 kW einphasig ins Hausnetz leiten. Für größere Leistungen ist ein dreiphasiges System empfehlenswert und bei über 13,8 kW auch notwendig. Bei beiden Systemvarianten entstehen jedoch keinerlei Nachteile bei Regelung und Abrechnung.

Eine dreiphasige Energiemessung am Hausanschluss benötigst du beim Aufbau von jedem System. Dabei handelt es sich um einen zusätzlichen Zähler, der deinen Energiebezug und die Netzeinspeisung erfasst. Nur so lässt sich sicherstellen, dass dein Speichersystem alle Energieflüsse im Blick hat. Dazu wird ein kleiner elektronischer Zähler (Hutschienenmontage) in den bestehenden Zählerschrank installiert. Wichtig ist hier eine korrekte Installation, damit die Steuerung optimal funktioniert. Aber keine Sorge, dieses Standard-Bauteil wird von jedem Solarteur installiert.

Die Steuerung ist das Herzstück deines Speichersystems: Denn sie übernimmt alle Steuer-und Regelaufgaben. Mit der Steuerung kannst du den Ladezustand des Akkus, die PV-Produktion, den Hausverbrauch und die Netzeinspeisung jederzeit ermitteln und einem Monitoring-Tool ablesen.

Zusammen mit Wetterprognosen und den möglichen Verbrauchersteuerungen machst du hier den ersten Schritt in Richtung Smart-Home. Natürlich ist auch ein Internetanschluss dabei, so dass man jederzeit auf die Daten zugreifen kann.

Für eine neue Photovoltaik-Anlage ist ein DC-System grundsätzlich ein sinnvoller Gedanke. DC-Systeme sind meist kompakt aufgebaut und daher für Nachrüstungen weniger geeignet. Je nach Anforderungen (Größe der PV-Anlage, Installationsort, usw. ) kann jedoch auch ein flexibles AC-System die bessere Lösung sein. Pauschalaussagen - zum Beispiel, dass DC-Systeme über einen besseren Wirkungsgrad verfügen - haben sich in der Praxis oft nicht bestätigt. Wenn es um die Nachrüstung einer bestehenden Photovoltaik-Anlage geht, sind AC-Systeme auf jeden Fall die bewährte Technik. Des Weiteren lassen sich andere Energieerzeuger wie BHKWs oder Windräder problemlos integrieren.

Wichtig ist immer die Qualität der eingesetzten Komponenten, ein Kriterium, auf das Memodo bei der Produktauswahl besonders Wert legt. In unserem Portfolio sind die BIG FIVE der größten Batteriehersteller mit hochwertigen Zellen für Speichersysteme vertreten. Dazu gehören BYD, Panasonic, Samsung, LG Chem und Sony. Einer unserer PV-Installateure in deiner Nähe hilft dir gerne bei der Suche nach einem System, das perfekt auf dich zugeschnitten ist.