AC Speicher für die PV-Anlage: Warum sich der Einsatz lohnt.

Was ist der Unterschied zwischen Gleichstrom und Wechselstrom (AC/DC) - Kurz vorab

Irgendwie hat jeder den Begriff schon einmal verwendet – und trotzdem verwechseln viele häufig AC und DC. Hier eine kurze Begriffserklärung, bevor wir mit dem eigentlichen Thema starten: Wechselstrom (AC, Alternating Current) und Gleichstrom (DC, Direct Current) sind zwei Arten von elektrischem Strom, die sich durch ihre Fließrichtung unterscheiden. 

AC Strom ändert ständig die Richtung. Dabei wechselt auch die Polarität zwischen Plus und Minus hin und her. Die Spannung schwingt in einer sinusförmigen Welle, die in Hertz (Hz) gemessen wird. In Europa beträgt die Frequenz von AC-Strom 50 Mal pro Sekunde (50 Hz). AC Strom fließt durch Hochspannungsleitungen genauso wie durch unsere Steckdosen. Seine Spannung lässt sich mit Transformatoren einfach verändern. Das macht ihn perfekt für die Stromverteilung. Auch über lange Strecken hinweg. 

DC Strom fließt immer in die gleiche Richtung, ohne seine Polarität zu ändern. Die Spannung bleibt konstant. Das heißt DC-Strom hat keine Schwankungen, sondern bewegt sich gleichmäßig durch einen Stromkreis. Elektronische Geräte wie Akkus (z.B. Laptops, Smartphones) arbeiten mit Gleichstrom. Und auch Solarzellen, die eine konstante Spannung liefern, produzieren DC Strom, der dann entsprechend für das Hausstromnetz in AC Strom umgewandelt werden muss.

Was ist ein AC Speicher – und wie funktioniert er?

Wie funktioniert ein AC Speicher? Da es sowohl AC- als auch DC-Strom gibt, bestehen für beide Varianten entsprechende Speicherarten. Bei der Speicherart AC-Speicher (Alternating Current oder Wechselstrom-Speicher) wird der Batteriespeicher parallel zum PV-Wechselrichter auf der Wechselstromseite in das Hausnetz eingebunden. Die sonnenBatterie verfügt zusätzlich über einen eigenen Batteriewechselrichter. Dieser wandelt den in der Batterie gespeicherten Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) um, um den Haushalt mit dem benötigten Wechselstrom zu versorgen.

Was ist ein AC gekoppelter Speicher? Ein AC gekoppeltes Speichersystem bezeichnet eine Konfiguration, bei der der Batteriespeicher über das Wechselstromnetz (AC) mit der Photovoltaikanlage und dem Hausnetz verbunden bzw. gekoppelt ist. Bei einem AC gekoppelten Speichersystem gibt es grundsätzlich immer zwei Wechselrichter: einen PV-Wechselrichter und einen Batteriewechselrichter. Dazu später mehr in diesem Artikel.

Technische Voraussetzungen von AC Speichern. AC Batteriespeicher werden direkt an das Wechselstromnetz des Hauses angeschlossen. Sie benötigen entweder einen 230V AC-Anschluss für einphasige Systeme oder einen 400V AC-Anschluss für dreiphasige Systeme (Hier finden Sie mehr Informationen zum Unterschied zwischen einphasigen und dreiphasigen Batteriespeichern.). Gleichzeitig müssen sie mit der hiesigen Netzfrequenz kompatibel sein (50 Hz in Europa). Ein AC Speichersystem benötigt, neben dem üblichen PV-Wechselrichter, noch einen weiteren Batteriewechselrichter. Dieser ist bei jedem Stromspeicher von sonnen, also bei jeder sonnenBatterie, integriert und muss daher nicht extra installiert werden.

Wie wird ein AC Speicher angeschlossen? Ein AC-Batteriespeicher wird wie der Wechselrichter der Photovoltaikanlage direkt ans Hausnetz angeschlossen. AC-Batteriespeicher und Wechselrichter der Photovoltaikanlagen können dabei räumlich getrennt installiert werden. Empfohlene Orte sind Keller, Heizungsraum oder eine trockene Garage. Es ist keine direkte Verbindung zum PV-Wechselrichter erforderlich. 

AC Speicher – die wichtigsten Vorteile

• AC Speicher sind flexibel und kompatibel. AC Stromspeicher können sowohl für bestehende als auch für neue PV-Anlagen eingesetzt werden. Zudem sind sie kompatibel mit den unterschiedlichsten PV-Wechselrichtertypen. Ein weiterer Vorteil von AC Batteriespeichern ist ihre Flexibilität bei der Installation. Sie lassen sich schnell und unkompliziert in bereits bestehende PV-Anlagen und ins vorhandene Stromnetz einbinden. Somit sind sie auch bestens geeignet zur Nachrüstung in bestehende PV-Systeme. 
   
• AC Speicher sind sicher und langlebig. Moderne AC Speichersysteme, wie die von sonnen verwendeten Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LFP), gelten als besonders langlebig. Diese Technologie bietet eine hohe chemische und thermische Stabilität. Zudem zeichnen sie sich durch eine besondere Zyklenfestigkeit aus. Bei den AC-Speichern von sonnen erhalten Kunden z. B. eine Garantie für 10 Jahre auf alle Bauteile sowie auf 10.000 Ladezyklen. Und noch ein Vorteil: Moderne AC-Speicher, insbesondere solche mit LFP-Batterien, sind besonders wartungsarm. 
   
• AC Speicher sind individuell nachrüstbar. Das macht sie zur idealen Lösung für Haushalte, die ihre vorhandene Solaranlage um einen Speicher erweitern möchten. Möglich macht das der integrierte Batteriewechselrichter. Im Gegensatz zu DC-Speichern erfordern AC-Speicher daher keine Anpassung oder ein Austauschen des vorhandenen PV-Wechselrichters. Dadurch sind sie flexibel einsetzbar und kompatibel mit vielen PV-Systemen und auch älteren Wechselrichtertypen. Lesen Sie auch mehr zum Thema in unserem Artikel zum Thema Stromspeicher nachrüsten.
   
• AC Speicher sind notstromfähig/ersatzstromfähig. Bestimmte AC Batteriespeicher können bei einem Stromausfall als Notstromlösung bzw. Ersatzstromlösung dienen. Hier erfahren Sie mehr zum Unterschied zwischen Notstrom und Ersatzstrom bei Photovoltaik. Es gibt jedoch wenige AC Speicher, die ab Werk eine notstromfähige bzw. ersatzstromfähige, integrierte Lösung anbieten. Die sonnenBatterie 10 performance+ ist mit einer inselfähigen Ersatzstromlösung und einer kontrollierten Schwarzstartfähigkeit ausgestattet. 

Was sind DC Speicher – und wie funktionieren sie?

DC Speicher sind direkt mit den PV-Modulen verbunden. Der von den PV-Modulen erzeugte Gleichstrom (DC) wird direkt im Speicher aufgenommen und gespeichert, ohne vorher in Wechselstrom (AC) umgewandelt zu werden. 

Technische Voraussetzungen von DC Speichern. Bei der Installation von DC-Speichern wird ein zusätzlicher Hybrid-Wechselrichter benötigt. Dieser kombiniert die Funktionen eines PV- und eines Batteriewechselrichters in einem Gerät. Die Komponenten (Controller, Batterie und Wechselrichter) müssen in räumlicher Nähe installiert werden, was die, was die Flexibilität bei der Installation einschränkt und eine umfangreichere Planung erfordert. Die Installation muss zudem den technischen Regelwerken wie VDE-AR-N 4100 und VDE-AR-N 4105 entsprechen, um den sicheren Betrieb im Niederspannungsnetz zu gewährleisten.

Gut, zu wissen: Obwohl AC-gekoppelte Speichersysteme im Normalfall einen leicht geringeren Wirkungsgrad als DC-gekoppelte Systeme aufweisen, bieten gerade die AC-Stromspeicher von sonnen, die ausnahmslos Hochvoltspeicher sind, hier wiederum interessante Vorteile im AC-Speicher Segment. Hochvoltspeicher haben im Vergleich zu den auch am Markt gängigen Niedervoltspeichern einen höheren Wirkungsgrad. Daher ist bei AC-Speichern, die in der Regel einen leicht geringeren Wirkungsgrad als DC-Speicher aufweisen, ein Hochvoltspeicher eine gute Wahl. Denn Hochvoltspeicher haben wiederum einen höheren Wirkungsgrad, beziehungsweise eine geringere Verlustleistung als Niedervoltspeicher. Mehr dazu finden Sie in unserem Artikel zum Thema Hochvoltspeicher und unserem Artikel zum Thema Wirkungsgrad und Wandlungsverluste.

AC oder DC Speicher – was sind die Unterschiede?

AC Speicher werden mit Wechselstrom aus der PV-Anlage geladen und wandeln beim Entladen den Gleichstrom wieder in Wechselstrom um. AC Batteriespeicher können sowohl bei einer neuen PV-Anlage als auch für Nachrüstungen von Bestandsanlagen eingesetzt werden, weil AC-Stromspeicher unabhängig vom PV-Wechselrichter sind.

DC Speicher sind direkt mit den Solarmodulen verbunden. Sie speichern den Gleichstrom direkt und wandeln ihn erst bei Bedarf in Wechselstrom um. Das erfordert einen speziellen zusätzlichen Hybrid-Wechselrichter, der mit DC-Speichern kompatibel ist. Entsprechend ist ein DC Speicher primär zur Neuinstallation von PV-Anlagen geeignet, weniger zur Nachrüstung bestehender PV-Anlagen.

AC-Speicher können unabhängig von der PV-Anlage betrieben werden und sind so maximal flexibel. Das bedeutet, sie können auch bei PV-Anlagen-Ausfällen weiterhin Energie liefern, solange sie geladen sind. 

DC-Speicher hingegen sind meist stärker an die PV-Anlage gebunden. Ohne das PV-System oder den passenden Hybrid-Wechselrichter ist ein DC-Speicher meist nicht einsatzfähig. Diese enge Integration schränkt die Nutzungsmöglichkeiten etwas ein, gerade wenn der Haushalt unabhängige und modulare Energiesysteme bevorzugt.

Die sonnenBatterie 10 performance: Einer der AC-Speicher von sonnen. Für maximale Unabhängigkeit für Ihr Zuhause – auch für große Verbraucher.
 

Sind Batteriespeicher von sonnen AC Speicher?

Ja, alle derzeit verfügbaren sonnenBatterien in Deutschland, Österreich und der Schweiz sind AC Speicher. Die Vorteile liegen auf der Hand: maximal langlebig, sicher, wartungsarm und besonders flexibel im Einsatz. Gerade auch, wenn es um die Nachrüstung von Stromspeichern geht. Unsere sonnenBatterien haben einen Leistungsbereich von 3,4 kW bis 12 kW und erreichen eine sehr gute Energieeffizienz. Gerade die sonnenBatterie 10 performance+ holt mit ihren 12 kW durch hohe Be- und Entladeleistung viel aus dem selbst erzeugten PV-Strom heraus. Optimal für größere PV-Anlagen oder Haushalte mit großen Verbrauchern wie einer Wärmepumpe oder einer Wallbox. Die in der sonnenBatterie 10 performance+ integrierte Ersatzstromlösung bietet zusätzlich ein zukunftssicheres Szenario bei Stromausfällen. sonnenBatterien sind ideal, um überschüssigen Solarstrom zu speichern und zu einem späteren Zeitpunkt zu nutzen – oder auch, um mit dem richtigen Stromtarif von sonnen zusätzlich durch z. B. Direktvermarktung von Solarstrom am Strommarkt zu profitieren.

AC Speicher nachrüsten – einfach effizient

Das Nachrüsten mit AC Speichern ist aus mehreren Gründen besonders effizient und praktisch für bestehende Photovoltaikanlagen und auch ältere Post-EEG-Anlagen: AC Stromspeicher lassen sich besonders einfach in bestehende PV-Systeme integrieren. Dies liegt daran, dass sie unabhängig von der vorhandenen PV-Anlage funktionieren und direkt an den Wechselstromkreis des Haushalts angeschlossen werden können. Die Installation erfordert keine komplexen Anpassungen am bestehenden System. Außerdem sind sie mit nahezu allen PV-Systemen und Wechselrichtertypen kompatibel. Dies macht sie sehr flexibel einsetzbar – unabhängig von der spezifischen Konfiguration der vorhandenen Anlage. Lesen Sie hier mehr zum Thema Stromspeicher nachrüsten. 

AC Speicher und das Thema Wechselrichter

Sind PV-Wechselrichter in AC Speichern integriert? 

Nein, AC Speicher enthalten keinen integrierten PV-Wechselrichter. Stattdessen verfügen AC-Speicher über einen eigenen Batteriewechselrichter, der separat vom PV-Wechselrichter funktioniert. Dennoch braucht es einen PV-Wechselrichter, welcher die Stromerzeugung aus den Solarmodulen optimiert und Überschüsse ins öffentliche Netz einspeist.

Welcher Wechselrichter für AC Stromspeicher? 

Grundsätzlich sind AC Speicher wie die sonnenBatterien so flexibel, dass sie mit allen Arten von PV-Wechselrichtern zusammenarbeiten können. Ein spezieller Hybrid-Wechselrichter ist dafür nicht nötig.

Haben AC Speicher Batteriewechselrichter? 

AC-Speicher wie die sonnenBatterie haben einen integrierten Batteriewechselrichter. Dieser ist mit verantwortlich für die Effizienz bei AC-gekoppelten Speichersystemen und hat somit auch einen relevanten Einfluss auf die Optimierung des Eigenverbrauchs. 

Fazit: Starke Argumente für AC Speicher

Zusammenfassend lässt sich sagen: AC Speicher sind echte Allrounder und für alle Situationen einsetzbar. Sowohl zur Neuinstallation von PV-Anlagen als auch zum Nachrüsten von Stromspeichern bei bereits bestehenden (Post-EEG-) Anlagen. 

Ein wesentliches Argument für einen AC Speicher-Kauf ist ihre Unabhängigkeit vom bestehenden PV-System. AC Batteriespeicher passen sich dem System an, nicht umgekehrt. Somit sind sie maximal flexibel bei zukünftigen Erweiterungen oder Änderungen im PV-System. Dazugehörige Komponenten können wesentlich leichter ausgetauscht oder erweitert werden als bei DC Speichern. 

Somit werden AC Batteriespeicher zu einer cleveren Energielösung, die sowohl bei Bestandsanlagen als auch bei Neuinstallationen integriert werden können, um eine hohe Energieautarkie zu erreichen.