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Solar mit Batterie – was kostet der Speicher?

Kommerzielle große Solaranlagen werden heute oft mit angeschlossenem Batteriespeicher gebaut. Das liegt daran, daß der Energiebedarf abends, nach Sonnenuntergang, oft am größten ist.

Die Speicherdauer, "hours of storage" oder "E/P Ratio" (Energy-to-Power Ratio) bezeichnet dabei das Verhältnis von Energiespeicher-Kapazität zu Nennanschlußleistung, also MWh/MW. Das ist die Anzahl Stunden, die die Batterie Energie liefert, wenn man mit maximaler Last ausspeichert. Wenn das nicht der Fall ist, hält der Speicher entsprechend länger durch.

Der Capex der Installation ist dabei proportional zur Speicher-Kapazität, kann also in USD/kWh angegeben werden.

https://ember-energy.org/latest-insights/how-cheap-is-battery-storage/

EMBER Energy liefert Zahlen und zeigt, daß der kWh-Capex in 2024 unter $100 pro kWh gefallen ist.

Ember:

Capex of $125/kWh means a levelised cost of storage of $65/MWh

und rechnet dann die Wirtschaftlichkeitsrechnung durch.

Dabei geht man von reiner Solarnutzung durch die angeschlossene Solaranlage aus. Nimmt man weitere Swing-Energie aus dem Netz auf, sinkt der LCOS weiter ab. Die Zahlen sind für Europa, für China und USA ergeben sich weit bessere Zahlen.

Und:

With a $65/MWh LCOS, shifting half of daily solar generation overnight adds just $33/MWh to the cost of solar

weiter:

This is not the same as baseload solar. Delivering constant power every hour of the year, including cloudy weeks and seasonal lows, requires solar overbuild and more battery storage. But shifting half of daytime solar is a major step. It aligns solar generation more closely with a typical demand profile, meaning solar can meet a much larger share of the evening and night-time demand and significantly increase its contribution to the power mix.

Und können wir so viel Batterie bauen?

Battery manufacturing capacity is already scaling far ahead of demand,, with supply exceeding demand by a factor of three in 2024. While China currently dominates global battery production, this has triggered a wave of investment in new manufacturing capacity across Asia, Europe, the Middle East and the US as countries seek to diversify supply chains and enhance energy security.

Dabei ist Lithium auch keine kritische Resource mehr. Insbesondere bei stationären Speichern hat eine Natrium-Batterie enorme Vorteile (unter anderem ist die komplett Durchgangssicher und zyklenstabiler).

Strukturell bedeutet das, daß fossile Kraftwerke (Nuklear sowieso) vollständig unrentabel werden.

Neu gebaute Gaskraftwerke können als Peaker und zugeschaltete Kraftwerke in bestimmten Perioden des Jahres Sinn haben, sind aber durch Betrieb alleine nicht rentabel zu betreiben – sie hätten unter 16 Tage Betriebszeit im Jahr bei konsequenter Umsetzung von Wind und Solar mit Batteriespeicher.

Sie sind damit nicht mehr von der Wirtschaft zu bauen und zu betreiben, sondern wären ein staatliches Absicherungsprojekt, das als Energieversicherung des Landes meistenteils in Standby hingestellt werden würde.

Das ist alles auf Daten von 2024 basierend, aber der Batteriepreis sinkt weiter– wenn auch langsamer als 2014-2024.

Wenn also der Ministerinnen-Marionette der Fossilwirtschaft die Muffe geht und ihre "Vorschläge" zusehends irrationaler werden, dann deswegen.

Wenn ihr mit älteren Zahlen als denen von 2024 rechnet, dann arbeitet ihr mit veralteten Informationen, die aufgrund der rapiden Verbilligung in diesem Bereich falsche Ergebnisse bringen.

Ohne Berücksichtigung der Wirtschaftlichkeit ist ein Profil von

2-4h – Abendspitze, Preisarbitrage sinnvoll
6-8h – systemoptimal, Verschiebung der Mittagsspitze bis in den Abend, Nach komplett abdecken
1-14h – komplette Abdeckung der Nachtlücke auch im Winter in Mitteleuropa

Wirtschaftlich ist Modell 3 nur mit Natrium-Batterien denkbar, Stand heute, oder halt durch massiven Zubau von Pumpspeichern.

Modell 2 wird absehbar wirtschaftlich mit Li und Na-Batterien.

Modell 1 ist bereits wirtschaftlich.

In den USA ist eine E/P-Ratio von 4h vorgeschrieben.
In China wird derzeit im Schnitt mit 2.4h gebaut, d.h. viele bestehende Projekte sind noch 2h-Speicher, aber man beginnt jetzt mit dem 4h-Zubau.

BESS kann auch Schwächen des Leitungsnetzes abfangen: Ein 1GW Solarpark kann durch als BESS am Solarpark die Spitzenleistung glätten und gleichmäßig ausspeichern. Dabei ist dann keine 1 GW Anschlußleitung notwendig.

Batteriespeicher am Zielort von großen Verbrauchern haben einen ähnlichen Effekt.

Wir haben schon, auf eine Weise, einen Overbuild von Solar – wir haben zu Spitzenzeiten weit mehr Solarenergie als im Netz verwertet werden kann.

Die Solarenergie kann auch nicht an Nachbarn weiter gegeben werden, weil es bei denen, modulo Wetter, auch so aussieht wie bei uns.

Das heißt, beim Bau von privaten und kommerziellen Solaranlagen muß man bereits jetzt mit Abriegelung in Spitzenzeiten leben. Das ist nicht schlimm: Selbst wenn man privat Solar nur betreibt, um den eigenen Verbrauch zu beschrânken kann man mit einem Einfamilienhausdach und erstaunlich wenig Batterie auf 8 Monate Totalautonomie im Jahr kommen.

Das heißt aber – sowohl für private als auch für kommerzielle Solaranlagen – daß wir eigentlich Stromerzeugung nicht für volle Direkteinstrahlung zur Mittagszeit optimieren wollen, sondern für die Randzeiten, für bedeckte Tage und für Tage früh oder spät im Jahr.

Entsprechend sind Solarpaneele nicht nach der Spitzenlast zu planen, sondern wie sie sich bei geringer Einstrahlung verhalten. Und ob wir sie so anordnen können, daß sie bei niedrig stehender Sonne, in Ost- oder West-Ausrichtung, oder an bewölkten Tagen einen Beitrag leisten können.

Wenn man hat, noch ein bischen Kapazität nach Süden dazu, aber im Grunde ist Strom dann so billig, daß das auch egal ist.

Entscheidend sind diese Rand- und Schwachlicht-Zeiten, und halt ordentlich Batterie – zur Zeit sind 2 kWh pro kWp rentabel, wenn man eine Wärmepumpe hat oder viel Swing-Kapazität braucht eventuell auch mehr, aber das belastet eine Wirtschaftlichtkeits-Rechnung zur Zeit sehr.

Viele Pflanzen machen das ganz ähnlich.

https://en.wikipedia.org/wiki/Photosynthetic_efficiency

For actual sunlight, where only 45% of the light is in the photosynthetically active spectrum, the theoretical maximum efficiency of solar energy conversion is approximately 11%.

Das theoretische Maximum ist ca. 30% (https://en.wikipedia.org/wiki/Shockley%E2%80%93Queisser_limit).

Und viele Pflanzen sind sehr effizient bei niedriger Einstrahlung (unter 100W/qm):

Photosynthesis increases linearly with light intensity at low intensity, but at higher intensity this is no longer the case. Above about 10,000 lux or ~100 watts/square meter the rate no longer increases. Thus, most plants can only use ~10% of full mid-day sunlight intensity.

Wir müssen uns für zukünftigen Overbuild ebenso an solchen Ideen orientieren: Solarzellen sind inzwischen sehr günstig geworden, teilweise günstiger als Baumaterial für Zäune. Die Kosten liegen in der Montage, Verkabelung und im Wechselrichter, der aber gar nicht nach Nennkapazität berechnet werden muß, wenn die Module so aufgestellt sind, daß die Nennkapazität nie erreicht werden kann.

Jedenfalls ist es inzwischen nicht nur möglich, sondern sogar sinnvoll geworden, Solaranlagen auch unter dem Gesichtspunkt nicht optimaler Ertragslage zu planen, insbesondere wenn man stattdessen Ertrag in Randzeiten oder Rand-Jahrezeiten haben kann.

Photosynthetic efficiency - Wikipedia

In diesem Kontext auch diese Episode von Volts:

https://infosec.exchange/@hzulla/116193376745896191

Fossile Energiequellen sind auf dem Weg nach draußen. Das ist wirtschaftlich zwingend und unabwendbar, und ökologisch notwendig.

Den Übergang zu planen ist für alle Beteiligten vorteilhafter als sich ihm zu verweigern.

Wir kennen das schon von der Autoindustrie: Indem sich die deutschen Autobauer der Umstellung auf Elektro verweigerten, statt sie zu planen, haben sie die Führungsrolle auf dem Gebiet des Autobaus weltweit aus der Hand gegeben.

Dieser Thread ist jetzt

https://blog.koehntopp.info/2026/03/09/solar-und-batterie/

Solar und Batterie | Die wunderbare Welt von Isotopp

Kris Köhntopp's blog (Fedi: @isotoppinfosec.exchange)

Die wunderbare Welt von Isotopp

Markus Sugarhill

@isotopp ich überlege gerade mir zu meinem 0.8kW balkonkarftwerk einen akku zu kaufen. wenn ich mir strategie eins ansehe passt das mit meinem gefühl zusammen: ungefähr 2kWh und dann einfach so lang was da ist 200w ins netz. damit würde ich einfach die grundlast senken und die spitze verschieben. und ich spare mir die ganze geschichte mit leistungsmesser im schaltschrank.

eazysprech Mar 9

@isotopp was sagt man denn mittlerweile dazu die Nordhälfte von Dächern (Nord-Ausrichtung ~340 Grad, <=30 Grad Neigung) vollzumachen?
Bin gerade dabei eine PV-Anlage zu kaufen. Auf die Südseite passen knapp unter 9 KWp. Jedes KWp mehr kostet 500€. Beim (jetzigen) Stromverbrauch (ohne WP oder eAuto) von unter 4MWh pro Jahr rentiert sich das erst nach langer Zeit.

340º sind NNW, nicht N, und <=30º Neigung ist sehr flach. Damit kannst Du 600+ kWh pro kWp bekommen (statt 1000 kWh/kWp für die Südseite). Wähle Module, die auch mit diffusem Licht Leistung bringen.

Plane für einen vollkommen elektrifizierten Haushalt mit WP und Elektroauto und bestimmte Deinen Bedarf, großzügig, ggf. mit 20% Überbau und entscheide dann.

Ich bin mit Auto, Wärmepumpe und allem bei 11 MWh/Jahr. Im Sommer habe ich zu viel, in der Zeit von Nov bis Feb viel zu wenig.

Tanglahat Mar 9

@isotopp Wenn du sehr groß planst z.B. BESS 250kwh und 99,99kw, würde ich ehr schauen das man die Bedingungen für reduzierte Netzentgelte erfüllt (Regelungen mit Bezug innerhalb Zeitspanne 3h). Bleibe unter 100k kw Leistung (sonst gibt es zusätzliche Vorschriften). Der Direktvermarkter muss Virtuelle Kraftwerke anbieten für unter 100 kw Leistung (z.B. EnBW Interconnector). Finde das Thema auch sehr spannend, dennoch ist es nicht für jedermann (BESS = teuer, Direktvermarktung= Aufwendig)

@isotopp Auf dem Supermarkt-Dach hier in der Nachbarschaft haben sie dieses Jahr Solar in Ost/West Ausrichtung installiert, mit einem relativ flachen Winkel, obwohl eine reine Süd-Ausrichtung problemlos möglich gewesen wäre. Vermutlich passt das besser zur tatsächlichen Strombedarfs-Kurve. Die werden sich ganz bestimmt etwas dabei gedacht haben.

@defnull
Der Bau flach und Ost-West ist mittlerweile eigentlich Standard. Einerseits ist die Stromerzeugung damit weit gleichmäßiger über den Tag. Es hat aber noch zwei weitere Vorteile: 1. weniger Befestigungsmaterial / Ballast nötig und damit günstiger.
2. weniger Einstrahlung zur Mittagzeit verringert aufheizung der Panele, was zu einer guten Effizienz am Abend beiträgt. (Ok, ist eigentlich auch gleichmäßiger Ertrag, aber anders als halt meist erwartet)

U.Lancier Mar 9

@isotopp Solarmodule sind mittlerweile auch billiger als die meisten Dacheindeckungen. Ich muss mein kaputt gewittertes Dach über meiner Garage neu eindecken und Glas-Glas-Module kosten merklich weniger als Ziegel oder Blech. Jetzt fehlt mir ein Handwerker, der die Idee umsetzt.

Björn ❄️ Starkimarm Mar 11

Ich warte ja seit Jahren darauf, daß irgendwer (realistischerweise wohl Chinesen) ein genormtes PV-Dachsystem anbietet, mit dazu passenden Dachfenstern usw.
Ich fürchte aber, daß das an der Normung scheitert, weil das würde ja Wettbewerb erlauben und es günstig machen...

U.Lancier Mar 11

@Starkimarm @isotopp die Normung der Formate scheitert derzeit tatsächlich eher an den technischen und regulatorischen Anforderungen.

Das Maß von 1,76x1,14m (und 3cm Dicke) ist ein de-facto-Standard weil es Gesetze mit Grenzen von 2m² Modulfläche gibt/gab

In der Produktion machen die Zellenmaße (die sich ändern) Vorgaben, aber auch die Seefracht-Container, da Versandkosten bis zum Einsatzort für den Endpreis eine Rolle spielen.

Und auch die Handhabung bei der Montage vor Ort wirkt sich aus – auf einem Dach ist die Größe und das Gewicht der Unterschied, ob man das allein schafft, oder 2 Personen braucht, und auf dem Feld oder im Obstgärten bei Agri-PV wie weit man die Vormontage in der Betriebshalle oder vor Ort machen kann/muss.

(Edit: Grammatik und Typos)

@isotopp
Die #Daten, in den 12 Tagen Erfahrung und App Infos, stimmen zu. Jetzt haben wir die #Akkus komplett ausgebaut. Die #Dachfläche ist klein, nach W/O das ich genau das #Konzept #Strom zu erzeugen. Ich gebe jetzt ca. 4-6 KW ab. Das wird im Sommer mehr, die Akkus fassen 1,5 der PV-Leistung, was uns Autark macht. Und die kommende Wärmepumpe mit einbezieht. Die Beschattung durch Bäume, im Moment ohne Blätter, stört bei weitem nicht so stark, wie gedacht.👍🏼 Kosten 70% Wp, 19% PV, vom Staat

@isotopp
Kurzer Zwischenruf: Was bei mir aktuell gegen eine Batterie spricht ist deren Preisverfall. Mit einer Batterie würde ich je nach Größe etwa 30 Euro im Monat sparen, also rund 350 Euro im Jahr. Da war der Preisverfall die letzten Jahre einfach viel höher, so dass sich warten lohnt. Vor zwei Jahren hatte ich noch über 10kWh nachgedacht, mittlerweile kosten 20kWh fast das gleiche. (ca. 9kWp Solar, rund 8500 kWh Stromverbrauch inkl. Wärmepumpe ohne Auto, das lade ich nur auf Arbeit).

Clemens Gedönsrath Mar 11

@isotopp Alles richtig, man sollte nur berücksichtigen, dass nicht jeder ein Einfamilienhaus hat.

@isotopp Ich glaube der andere Grund für die "Vorschläge" ist auch, dass ein großer Teil der deutschen Chemieindustrie und des verarbeitenden Gewerbes auf Gas als Grundstoff, Prozessgas oder Energieträger angewiesen ist und das bisher so schön funktioniert hat, wenn die Infrastruktur dafür über die Haushalte und die Gaskraftwerke quersubventioniert wird. Ich denke das wird auch die ein- oder andere Wirtschaftlichkeitsberechnung verändern.

Simon Michalke Mar 9

AFAIK werden die neu geplanten Gaskraftwerke genau so konzipiert. Wenige Tage im Jahr Betrieb und Finanzierung der Bereitstellung durch Umlagen und nicht durch Verkauf des erzeugten Stromes.

Von der Ampel geplant und stillschweigend von der Groko weiter geführt.

Hendrik Weimer Mar 10

Wenn die komplette Energieversorgung elektrifiziert ist, dann reden wir in der Spitze vermutlich über einen Bedarf von 200 GW. Wenn das im Winter komplett von Gaskraftwerken auffangbar sein soll, dann reden wir über Investitionskosten von 300 Mrd. Euro.

@isotopp ich frag mich schon länger, ob reversible Brennstoffzellen nicht eine wirtschaftliche Lösung wären, die könnte die überwiegende Zeit als Elektrolyseur arbeiten, und wenn die "Dunkelflaute" nach engerer Definition auftritt, also nicht stundenweise sondern mehrtägig, auf Rückwärtsgang schalten und Strom liefern. Dabei kann z.B. eine SOFC sowohl Methan als auch Wasserstoff verstromen. Sind die so teuer, dass sich das nicht lohnt, oder versteckt nur die Lobby diese Option vor uns?

@isotopp wenn man auch nur wenige Millionen E-Autos hat, frag ich mich, ob man von denen nicht ausreichend viele für einem Bruchteil der Kosten dazu überredet kriegt, dass sie in diesen 15 Tagen im Jahr entladen und damit die Gas-Peaker ersetzen?
Und bis wir den ganzen Käse gebacken kriegen, lieber die Kohlekraftwerke als Reserve halten statt neue Gaskraftwerke teuer bauen...

Martin Seeger Mar 9

@isotopp Ich kam für meine Lage auf 2 kWh Speicher pro kWp Leistung als Optimum. Ich habe aber auch wenige kWp (Reihenhaus) und einen hohen eigenen Verbrauch.

Bei Häusern mit mehr Fläche und sparsamaren Vebrauch denke ich, würde man aber vermutlich auch nicht sehr viel mehr nehmen, da eine Speicherung über mehr als eine Nacht selten was bringt.

Martin Seeger Mar 9

@isotopp P.S. Ich habe meinem Stromversorger mitgeteilt, dass ich auf eine Erstattung des eingespeisten Stroms verzichte.

Der Aufwand das sauber zu verbuchen steht in keinem Verhältnis zum Ertrag. Dieses Jahr hätte ich so mit 10-20€ gerechnet...

Christoph Petrausch Mar 9

@masek Ich frage mich, ob das bei denen noch mehr Kosten verursacht :-D
Eigentlich sollte doch die Auszahlung und Verbuchung komplett automatisiert sein bei denen.
@isotopp

Martin Seeger Mar 9

@hikhvar Aussage von denen war. Das macht rechts- wie linksrum keinen Unterschied.

Da es bei mir etwas Arbeit spart und ich dabei auch das Gefühl habe, einen kleinen Mittelfinger Richtung Gas-Kathi zu zeigen, habe ich es gemacht.

Michael Müller Mar 9

@masek
Ich denke darüber nach, etwas Reserve für das Laden der E-Autos einzuplanen. Andererseits gibt es auch Rabatt, wenn das Laden durch den Stromanbieter gesteuert wird. Das wird die attraktivere Lösung sein. Mal abwarten, wo die Speicherpreise Ende des Jahres stehen.
@isotopp

@masek @isotopp Auf der anderen Seite sind die Akkus jetzt schon dermaßen billig dass "eh, dann eben doppelt so viel" auch keine Katastrophe mehr ist. Und wenn's nur für Batterie schonendere Zyklen oder mehr Ampere ist