Lebensdauer von Stromspeichern: Wie lange hält ein PV-Speicher?

Die meisten Photovoltaikanlagen werden heute direkt mit einem Stromspeicher kombiniert, um den erzeugten Strom noch effizienter nutzen zu können. Moderne Batteriespeicher haben eine Lebensdauer zwischen 10 und 20 Jahren, abhängig von ihrem Standort und den Betriebsbedingungen. Wir klären in diesem Beitrag, welche Faktoren einen Einfluss auf die Lebensdauer von Stromspeichern haben und was Sie tun können, damit Ihr Stromspeicher möglichst lange läuft. 

Welche Faktoren spielen eine Rolle für Lebensdauer eines Speichers?

Während die Solaranlage auf dem Dach 25 Jahre und mehr schafft, ist die Lebensdauer von Stromspeichern etwas kürzer. Das liegt in erster Linie an den Batteriemodulen im Speicher. Genau wie der Akku im Handy oder im Akkuschrauber verlieren auch die Lithium-Ionen-Batterien im PV-Speicher mit der Zeit ihre Ladekapazität. Die tatsächliche Lebensdauer der Batterien wird dabei von zwei Faktoren entscheidend beeinflusst :

• Die kalendarische Alterung bezieht sich auf die Lebensdauer der Batterie ohne Belastung. Sie ist in erster Linie abhängig von den Umgebungsbedingungen. 
  
   
• Die zyklische Alterung beschreibt den Alterungsprozess durch die Nutzung der Batterie. Diese Alterung kommt zur kalendarischen Alterung hinzu und ist abhängig von der Art und der Intensität der Batterienutzung. 

Das Verhältnis von kalendarischer und zyklischer Alterung – bzw. das Verhältnis von Betriebs- und Umgebungsbedingungen – ist bei jedem Speicher individuell. 

 

Chemische Zerfallsprozesse

Im Inneren einer Batterie finden chemische Prozesse statt. Das ist völlig normal – aber diese Prozesse sorgen dafür, dass die Batterie mit der Zeit nicht mehr vollständig geladen werden kann. Diese sogenannte kalendarische Alterung ist weitgehend unabhängig davon, wie intensiv die Batterien genutzt werden. In den ersten Jahren sinkt die Speicherkapazität nur sehr langsam, später zunehmend schneller. 

Gut zu wissen: Anhaltend hohe Umgebungstemperaturen über 30 Grad beschleunigen die chemischen Prozesse in der Batterie und die damit verb undene kalendarische Alterung

Speicher-Aufstellungsort und äußere Bedingungen 

Der richtige Standort des Speichers ist entscheidend für seine Funktionsfähigkeit und Lebensdauer. Zu den Faktoren, die sich auf die kalendarische Alterung der Batterien auswirken, zählen:

• zu hohe Luftfeuchtigkeit
• zu hohe oder zu niedrige Umgebungstemperaturen, starke Temperaturschwankungen
• schlechte Luftqualität, z. B. durch Feinstaub oder andere Emissionen

Worauf genau Sie beim Aufstellen des Stromspeichers achten sollten und wie Sie den optimalen Standort finden, fassen wir in unserem Beitrag Stromspeicher-Aufstellungsort für Sie zusammen.  

 

Ein zu hoher Ladezustand 

In einem komplett vollgeladenen Speicher laufen chemischen Prozesse an den Elektroden der Batteriezellen ab, die die Lebensdauer der Batterien verkürzen. Daher ist es wichtig, dass der Stromspeicher möglichst regelmäßig be- und wieder entladen wird. 

Da weder die Stromproduktion der Solaranlage noch der Stromverbrauch im Haushalt immer gleich sind, ist ein smartes Energiemanagementsystem (EMS) ein wichtiger Bestandteil moderner Speicher. Diese intelligente Steuereinheit wertet individuelle Erzeugungsprognosen anhand von Wetterdaten und Verbrauchsprognosen aus und sorgt zum Beispiel dafür, dass der Speicher erst am Abend zu 100 % vollgeladen ist. So kann der gespeicherte Strom abends und nachts verbraucht werden und der entladene Speicher wird am nächsten Tag erneut aufgeladen.

Ein falsch dimensionierter Speicher 

Die Speichergröße sollte immer passend zur Größe der Solaranlage und zum Haushaltsstrombedarf berechnet werden. Ist der Stromspeicher zu klein, kann er zu schnell und zu tief entladen werden und muss sehr häufig wieder aufgeladen werden. Die schnellen und kurzen Ladezyklen strapazieren die Batterien und können ihre Kapazität verkürzen. 

Auch wenn der Speicher zu groß für den Haushaltsbedarf ist, kann sich das negativ auf seine Lebensdauer auswirken. Der Speicher wird nie vollständig be- oder entladen, was sich negativ auf die Zellspannung auswirken kann. Lassen Sie sich bei der Speichergröße unbedingt von Fachleuten beraten. Sie können die Größe Ihrer PV-Anlage, Ihren Haushaltsverbrauch und zusätzliche Stromverbraucher wie eine Wallbox bei der Berechnung optimal berücksichtigen.

 

Wie berechnet man die Ladezyklen eines Stromspeichers?

Wenn es um Batterien und um Stromspeicher im Besonderen geht, ist oft von der Zahl der Ladezyklen die Rede. Moderne PV-Speicher schaffen je nach Hersteller bis zu 12.000 Ladezyklen – allerdings ist dieser Wert eine theoretische Zahl. Ein Ladezyklus beschreibt einen Vollzyklus, bei dem eine Batterie von 0 % auf 100 % aufgeladen wird.

In der Praxis werden die Batterien im Stromspeicher niemals unter 5–15 % Kapazität entladen, damit sie keinen Schaden nehmen. Ein Stromspeicher durchläuft daher keine Lade-Vollzyklen, sondern jeweils nur Teilzyklen. Diese werden vom internen Energiemanagement-System (EMS) des Speichers zu Vollzyklen zusammengerechnet.

 

Können wir voraussehen, wie lange Stromspeicher halten?

Eingangs haben wir schon erwähnt, dass moderne Stromspeicher eine Lebensdauer von 10 – 20 Jahren haben. Da die Stromspeicher-Technologie für Privathaushalte noch relativ jung ist, sind viele Stromspeicher noch gar nicht so lange in Betrieb. Daher ist die Speicher-Lebensdauer ein Richtwert, der sich auf langjährige Erfahrungen mit Lithium-Ionen-Batterien gründet. Diese Technologie wird schon seit mehr als 30 Jahren kommerziell eingesetzt und beständig weiterentwickelt. Hersteller von PV-Stromspeichern profitieren  dabei in erster Linie von der ausführlichen Forschung zu Lithium-Ionen-Batterien für Elektroautos.

Auch wenn die geschätzte Lebensdauer moderner PV-Speicher noch nicht mit Langzeitstudien belegt werden konnte, ist klar, dass ein optimierter Betrieb die Lebensdauer der verbauten Lithium-Ionen-Batterien deutlich verlängern kann. Dabei helfen smarte Komponenten wie ein integriertes Energiemanagementsystem, aber zum Beispiel auch eine Monitoring-Software wie SENEC.SmartGuard, die den Speicherbetrieb kontinuierlich überwacht und bei Unregelmäßigkeiten eingreift.