Balkonkraftwerk Teil 21: Optimale Speichergröße

Helmut 18. August 2025 0 Kommentare

Im dritten Artikel zum Thema Balkonkraftwerk Speicher versuchen wir uns einer zentralen Frage zu nähern: Der optimalen Speichergröße. Gibt es überhaupt eine optimale Speichergröße und wenn ja, wovon hängt sie ab?

Aber warum interessiert uns das überhaupt? Man könnte sagen: Mehr ist immer besser und je größer mein Speicher ist, desto länger ist die Zeit, die ich ohne Sonne überbrücken kann. Das ist schon richtig, allerdings kostet Speicher Geld und schon alleine deshalb wird er nicht beliebig groß werden.

Und dann befindet sich ein Speicher im Spannungsfeld zwischen hohem Solarstromangebot im Sommer und hohem Bedarf im Winter, verbunden mit vergleichsweise geringem Sonnenschein. Das führt dazu, dass man im Sommer den Speicher nicht leer und im Winter nicht voll bekommt. Dazwischen gilt es einen vernünftigen Kompromiss zu finden.

Schätzungen einer passenden Speichergröße

Gefühlsmäßig könnte man den Eindruck haben, als würde viel Speicher auch viel Nutzen bringen und nur die Kosten würden eine Begrenzung nach oben hin darstellen. Dann würde es überhaupt keine optimale Speichergröße geben und jeder kauft sich am besten so viel Speicher, wie er sich leisten kann? Auf der anderen Seite ist zu vermuten, dass der Grenznutzen von immer mehr Speicher tendenziell abnimmt, je weiter man sich der Autarkie, also der Unabhängigkeit vom öffentlichen Netzstrom nähert.
Versuchen wir nun das Thema etwas einzugrenzen.

Eine erste Annäherung: Maximaler Nachtstrombedarf

Eine Grenze eines Balkonkraftwerks stellt die gesetzlich verordnete Leistungsbegrenzung des Wechselrichters auf 800W dar. Die bedeutet auch, dass aus dem Speicher in der Nacht maximal 800W ins Hausnetz abgegeben werden können. Das wäre bei durchschnittlich 12 Stunden Dunkelheit: 800W x 12h = 9600Wh oder 9,6kWh. Wenn es also nur darum geht, die durchschnittliche Nachtzeit zu überbrücken, dann könnten 9,6kWh eine obere Grenze darstellen. Nicht berücksichtigt ist hier, dass im Winter die Nachtzeit länger ist und auch nicht, ob man im Winter einen solch großen Speicher überhaupt voll bekommt. Aber nehmen wir knapp 10kWh Speichergröße ruhig mal als erste Hausnummer für eine maximal Speichergröße.

Zweite Annäherung: Durchschnittlicher Nachtstrombedarf

800W Leistungsbedarf während der Nacht ist schon sehr viel, das ergäbe beim gleichen Leistungsbedarf tagsüber aufs Jahr gerechnet über 7000kWh Strombedarf. Das wird ein normaler Haushalt nicht brauchen. Was normale Haushalte brauchen, lässt sich aber den 74 Verbrauchsprofilen entnehmen, die uns zur Verfügung stehen. Siehe Artikel zur Methodik.

Aus diesen Lastprofilen lässt sich ein durchschnittlicher Jahresstrombedarf berechnen. Der beträgt über alle Profile etwas über 4600kWh im Jahr, was also schon deutlich weniger als die 7000kWh von oben sind. Pro Tag kommen wir so auf etwa 12,67kWh. Weiter lässt sich zu jedem Profil über die Sonnenauf- und -untergangszeiten, der Nachtanteil berechnen und der sich wieder über alle Profile mitteln. Der Nachtanteil beträgt so 47,48% oder ziemlich genau 6kWh. Dieser Wert sollte schon näher an der Realität liegen, als die oben geschätzten 10kWh

Dritte Annäherung: Realistischer Nachtstromverbrauch

Nun mögen berechtigte Einwände kommen, dass ein Jahresstromverbrauch von 4600kWh immer noch recht hoch ist. In der Tat passt der eher zu 6-Personenhaushalten und Einfamilienhäusern. Das liegt daran, dass die Verbrauchsprofile der HTW Berlin tatsächlich hauptsächlich auf Einfamilienhäuser abzielen. Wir können den Jahresverbrauch also etwas tiefer ansetzen, sagen wir mal auf 2500kWh, was einer Zweipersonen-Wohnung entsprechen sollte. Damit würden wir auf einen Nachtbedarf von 3,25kWh kommen. Und das könnte gleichzeitig ein vernünftiger Wert für die Speicherkapazität sein, denn mehr als den Nachtbedarf brauche ich ja nicht zu speichern.

Halten wir als Zwischenergebnis fest: Eine sinnvolle Speichergröße anhand des nächtlichen Verbrauchs wäre 3,25kWh.

Berechnungen

Um in die Berechnungen anhand von Verbrauchsprofilen und Stromerzeugungswerten einzusteigen, müssen wir ein paar Rahmenbedingungen festlegen:

• Jahresstromverbrauch: 2500kWh. Das soll nicht in Stein gemeißelt sein, aber irgendwo muss man ja anfangen.
• Verbrauchsprofil: Nr. 28. Das Profil liegt sowohl vom Tagesverlauf, als auch vom Jahresverlauf sehr nah am Durchschnitt aller 74 Verbrauchsprofile und das qualifiziert es als Start-Profil. allerdings hat Profil Nr. 28 einen Jahresstromverbrauch von 4360kWh, es muss also auf 2500kWh skaliert werden.
• Vier Solarmodule á 500Wp, Südausrichtung mit 38° Neigung, an einem Speichersystem, das die maximalen 2000W auch aufnehmen kann, und einem 800W Wechselrichter.
• Initialer Strompreis je Kilowattstunde: 33 ct, pro Jahr um 3,5% ansteigend.

Dann wäre noch zu klären, woran wir denn das Optimum einer Speichergröße erkennen wollen? Maximaler Ertrag? Schnellste Amortisation? Geringste Einspeisung? Höchster Eigenverbrauch? Möglichkeiten gibt es viele – schauen wir uns einige davon an.

Netzbezug und Netzeinspeisung

Wie verändern sich die Netzeinspeisung (die Energie, die ungenutzt ins Netz geht) und der Netzbezug (das was aus dem Netz zugeladen werden muss) bei verschiedenen Speichergrößen. Und wie schaut es mit der erzielten Einsparung (Energie, die selbst erzeugt und genutzt wird, also nicht gekauft werden muss) aus?

Ganz links bei Speichergröße 0 haben wir ein Balkonkraftwerk ohne Speicher, nach rechts hin, wird der Speicher immer größer. Erwartungsgemäß wird die Netzeinspeisung (rote Linie) mit größer werdendem Speicher immer geringer. Je mehr wir selber nutzen, desto weniger fließt ins Netz ab. Genauso läuft es mit dem Netzbezug (blaue Linie). Je mehr Eigenstrom wir nachts nutzen können, desto weniger muss zugekauft werden. Die gelbe Linie der erzielten Einsparung läuft in die andere Richtung. Je größer der Speicher ist, desto mehr sparen wir beim Strom.

Die Größe der Werte im fünfstelligen Kilowattstundenbereich darf hier nicht irritieren, das sind kumulierte Werte über 20 Jahre.

Was kann man nun aus den Kurven sehen? Zum einen, dass auch bei einem sehr großen Speicher immer noch ein Überschuss ins Netz geht und Energie zugekauft werden muss. Letzteres ist auch logisch, denn bei einer Wechselrichterbegrenzung auf 800W lässt sich niemals eine Waschmaschine (2000W) oder ein Wasserkocher (>2500W) ohne zusätzlicher Energie aus dem Netz betreiben.

Auf der anderen Seite erkennt man deutlich, dass sich alle drei Kurven nach rechts abflachen. Bringt also mehr Speicher im Bereich von 1 bis 3kWh noch viel, so ist der Zuwachs an Nutzen größer 7kWh nur noch gering. Ein richtiges Optimum lässt sich aus diesen Kurven jedoch nicht ablesen.

Eigennutzung und Autarkiegrad

Das sind durchaus etablierte Bewertungskriterien für PV-Systeme, zeigen sie doch als Prozentwerte, wie viel des erzeugten Stroms selbst genutzt wird und wie hoch die Unabhängigkeit vom Netz ist.

Letztere ist gering, selbst ein BKW mit einem sehr großen Speicher schafft kaum 60% Autarkie. Was natürlich wiederum am 800W Wechselrichter liegt. Die Eigennutzung steigt jedoch mit Speicher deutlich. Während ein BKW ohne Speicher gerade mal 44% der Eigenerzeugung auch selber nutzt (abhängig vom gewählten Verbrauchsprofil), steigt die Eingennutzung mit zunehmender Speichergröße auf über 80% an.

Auch diese Kurven weisen kein Optimum auf, mehr Speicher bringt auch mehr, aber der Nutzenzuwachs wird auch hier bei großen Speichersystemen immer geringer. 4 bis 5kWh könnte man hier als vernünftige Speichergröße heraus lesen.

Einsparung und Amortisation in Euro

Bisher haben wir Kilowattstunden über 20 Jahre betrachtet und somit die Investitionskosten und den Geldwert der Einsparung außer Acht gelassen.

Die blaue Kurve multipliziert die eingesparten Kilowattstunden während der 20 Jahre Betriebszeit jeweils mit dem aktuell angenommenen Netzstrompreis (also zu Beginn: 33ct). In der Amortisationskurve (rot) sind zusätzlich die Kosten der Anlage mit eingerechnet. Und diese Kurve weist ein Top bei 6kWh Speichergröße auf. Darüber dreht das Verhältnis von Einsparung zu den Kosten ins negative. Das Optimum der Amortisationskurve liegt also bei 6kWh.

Amortisation in Jahren und Eigenstrompreis

Amortisation lässt sich nicht nur über den Geldbetrag ausdrücken, der am Ende der Laufzeit die Investition übersteigt, so wie eben, sondern auch über die Zeit, zu der das Investment wieder verdient ist. Das ist die Amortisationsdauer, die wir in der blauen Kurve sehen.

Ein BKW ohne Speicher amortisiert sich sehr schnell nämlich schon in 2 ¹/₂ Jahren, während ein kleiner Speicher immerhin 4 ¹/₂ Jahre braucht. Dieser Wert bleibt bis 3kWh annähernd konstant mit einem kleinen Minimum bei 2kWh und steigt mit größer werdendem Speicher bis über 7 Jahre an.

Die rote Linie sieht ähnlich aus (Achtung rechte Skala benutzen), berechnet sich aber anders. Hier wird der Kaufpreis des Balkonkraftwerks durch die eingesparten Kilowattstunden dividiert und man erhält den Preis in Cent für eine Kilowattstunde aus der eigenen Erzeugung.

Auch hier rentiert das Balkonkraftwerk ohne Speicher am besten mit einem Strompreis von lediglich 4ct. Mit Speicher beginnt der bei etwas über 8ct, hat ein Minimum ebenfalls bei einer Speichergröße von 2kWh und steigt dann bis über 13ct an.

Aber Halt! Wie können wir oben bei der Amortisation auf ein Optimum von 6kWh kommen und hier auf 2kWh? Das scheint in der Tat ein Widerspruch zu sein, denn alle Grafiken gründen auf der selben Datenbasis. Die Erklärung ist folgende: Die rote Linie oben bei Einsparung und Amortisation in Euro interessiert sich nicht für die Dauer der Amortisation, sondern schaut auf das Ende der 20 Jahre, nimmt das erwirtschaftete Geld und zieht das ursprüngliche Investment davon ab. hier geht es also darum, wie viel Euro wir nach 20 Jahren tatsächlich im Sack haben.
Die blaue Linie in diesem Diagramm schaut hingegen nicht auf die 20 Jahre, sondern zählt nur die Zeit, wann das Investment verdient und die Kasse somit wieder auf Null ist. Wie viel am Ende verdient ist, interessiert hier nicht.
Die Interpretation wäre also: Ein 2kWh Speicher amortisiert sich schnell, während ein 6kWh Speicher zwar länger braucht, aber am Ende mehr einbringt.

Bei einem höherem Verbrauch von sagen wir einmal 4000kWh im Jahr gibt es diese Senke bei 2kWh übrigens nicht mehr, hier bedeutet kleinerer Speicher schnellere Amortisation und billigeren Eigenstrompreis.

Einschränkung Ladezyklen

Ein Diagramm müssen wir uns noch anschauen, das der Ladezyklen über 20 Jahre.

Ein BKW ohne Speicher hat natürlich keine Batteriezyklen, deshalb beginnt die Kurve bei Null. Aber dann sinkt mit zunehmender Speichergröße die Anzahl der benötigten Ladezyklen. Von Interesse sind hier die beiden Speicher von 0,5 und 1kWh, die sind so klein, dass sie über 20 Jahre über die 6000 Ladezyklen laufen, die viele Hersteller als Garantie geben. Es steht also zu befürchten, dass die beiden kleinsten Speicher die 20 Jahre Betriebszeit gar nicht erleben werden. Das muss kein Problem sein, man sollte es nur bei der Beschaffung im Fokus haben.

Je größer ein Speicher ist, desto seltener wird eine Batterie vollständig ge- und entladen. Als Orientierung: Wenn ein Speicher jeden Tag voll geladen und jede Nacht vollständig entladen werden würde, dann kämen wir im Jahr auf 365 Zyklen und in 20 Jahren auf 7300. Natürlich wird das im Winter an vielen Tagen nicht geschafft, so dass man sagen kann, dass ein Speicher, dessen Hersteller 6000 Zyklen verspricht, durchaus für 20 Jahre gerüstet ist. Also auch der 2kWh Speicher.

Fazit

Aus rein technischen Erwägungen heraus gibt es nicht die eine optimale Speichergröße. Zu kleine Speicher unter 1,5kWh kommen über 20 Jahre auf eine zu hohe Zyklenzahl und sind somit nicht der präferierte Speicher. Darüber kann man die Speichergröße am eigenen Nachtbedarf orientieren, wobei 2 bis 6kWh auch von der Amortisation her passable Größen sind.

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