PV-Speichersysteme: Unterschied AC und DC

Ein Lithium-Ionen-Akku besteht aus mehreren Lithium-Zellen, die intern verschaltet sind und eine Systemspannung von 48 V herstellen. Bei Hochvoltsystemen sind zusätzliche Zellen in Reihe geschaltet, um mehrere hundert V 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.
 

Lithium-Ionen-Speicher haben sich als dominante Zellchemie für Stromspeicher etabliert – vom Smartphone bis zum Gewerbespeicher. Lithium-Eisenphosphat (LiFePO4) ist die verbreitetste Technologie, Speicher auf Basis von Lithium-Nickel-Mangan-Cobalt (NMC) werden nur noch selten gebaut. Diese Zelltechnologie bietet entscheidende Vorteile:

• Verbreitung:

  Da Lithium-Ionen-Akkus in vielen Geräten verbaut sind, entwickeln Hersteller aus vielen Branchen sie stetig weiter. Außerdem gibt es viele Produzenten, was die Preise nachhaltig senkt.

• Verfügbarkeit:

  Zellchemien wie LiFePO4 verwenden sehr häufige Rohstoffe. Das macht sie günstiger in der Herstellung und sichert die Lieferketten zusätzlich ab.

• Sicherheit: Lithium-Ionen-Zellen, insbesondere LiFePO4, sind besonders robust gegenüber Temperaturschwankungen, Stößen und Hitze. In unserem Ratgeber über Mythen der Batteriesicherheit findest du weitere Infos.
• Verträglichkeit: Gegenüber alten Zellchemien wie Bleibatterien sind Lithium-Akkus sehr umweltfreundlich und leichter zu installieren.

Wie arbeitet ein Batteriemanagementsystem?

Das BMS überwacht die Systemspannung sowie die Energieströme und überwacht die Zelltemperatur. 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 Wechselrichter weiter.

Es gibt AC-Systeme und DC-Systeme im PV-Speicherbereich – die sogenannte Systemtopologie. Die Art der Systemtopologie hat großen Einfluss auf Wirkungsgrad, Flexibilität und Installationsaufwand. Die Abkürzungen stehen für die Stromart:

• AC = Alternating Current = Wechselstrom

  Dieser Strom fließt im öffentlichen Stromnetz, da er effizienter über lange Strecken geleitet werden kann. Um Wechselstrom für elektrische und elektronische Geräte nutzbar zu machen, wandeln Netzteile und Wechselrichter ihn in Gleichstrom um.

• DC = Direct Current = Gleichstrom

  Die meisten elektrischen Geräte arbeiten mit DC-Strom. Solarmodule erzeugen immer Gleichstrom. Daher muss jedes Speichersystem einen Wechselrichter beinhalten, der AC-Strom in nutzbaren DC-Strom umwandelt.

Falls dich das an eine bekannte Rockband erinnert – ja, der Name AC/DC geht auf diesen Unterschied zurück. Jedes PV-Speichersystem braucht also einen Wechselrichter, um den Strom für deine Kund*innen nutzbar zu machen. 

Wie funktioniert ein AC-PV-System?

AC-Speichersysteme sind mit dem allgemeinen Stromnetz verbunden. Da Solarmodule aber immer DC-Strom erzeugen, muss dieser in AC-Strom umgewandelt werden, damit er in die Steckdosen im Haus oder ins allgemeine Stromnetz fließen kann.

Wenn du also einen AC-Speicher ins PV-System integrierst, schließt du den Batterie-Wechselrichter an das Hausnetz an. Bei der reinen Stromeinspeisung übernimmt dies der PV-Wechselrichter.

PV- und Batterie-Wechselrichter @ Memodo

Wie funktioniert ein DC-PV-System?

DC-Systeme nehmen erzeugte Energie nahezu direkt von der PV-Anlage auf. Diese Systeme benötigen zwingend einen Hybrid-Wechselrichter, um die PV-Energie in Wechselstrom für den Haushalt umzuwandeln. Bei der Installation musst du beachten, dass die Spannung der PV-Strings der die Spannung der Batterie entspricht.

Hybrid-Wechselrichter @ Memodo

Grundsätzlich gilt: AC-Speichersysteme sind sehr flexibel und eignen sich daher gut als Upgrade für bestehende PV-Anlagen, die ggf. nur über einen PV-Wechselrichter verfügen. DC-Systeme eignen sich für Systeme mit Hybrid-Wechselrichtern und können daher eher für Neuinstallationen die richtige Wahl sein. 

Im Residential-Bereich werden Hybrid-Wechselrichter immer beliebter, weil das System so weniger Platz und Installationsaufwand benötigt. Dennoch sind immer noch viele PV-Wechselrichter im Dienst, da der Speicher-Boom erst in den letzten Jahren richtig begann. Auch große Solaranlagen setzen oft noch auf PV-Wechselrichter, da sie üblicherweise vorrangig Strom einspeisen – allerdings ändert sich das derzeit, da Gewerbespeicher immer wichtiger für die Netzstabilität werden. Wenn du eine Gewerbe-PV-Anlage mit einem Speicher nachrüstest oder neu planst, musst du das beachten.

AC- vs. DC-Speicher: Vorteile & Details

Ob ein AC- oder ein DC-Speichersystem besser zu den Bedürfnissen deiner Kund*innen passt, hängt davon ab, wie sie den Speicher vorrangig nutzen wollen. Das sind die wichtigsten Unterschiede:

Speicher-Netzanschluss: 1-phasig oder 3-phasig?

Ein weiterer Unterschied besteht im Netzanschluss des Speichersystems. In Deutschland können Betreiber*innen bis zu 4,6 kW 1-phasig ins Hausnetz leiten. Für höhere Leistungen lohnt sich ein 3-phasiges System – auch beim Not- und Ersatzstrom ist das wichtig. Da die Leistung von PV-Anlagen stetig steigt, setzen sich 3-phasige Wechselrichter durch. 1-phasige Modelle lohnen sich nur bei älteren oder Kleinanlagen. Bei beiden Systemvarianten entstehen jedoch keinerlei Nachteile bei Regelung und Abrechnung.

Zähler zur Energiemessung

Du benötigst in jedem PV-System eine 3-phasige Energiemessung am Hausanschluss. Dabei handelt es sich um einen zusätzlichen Zähler, der den Energiebezug und die Netzeinspeisung erfasst. Dafür installierst du einen elektronischen Zähler via Hutschiene in den bestehenden Zählerschrank. Wichtig ist hier eine korrekte Installation, damit die Steuerung optimal funktioniert.

Ob AC oder DC, an Speichern führt kein Weg mehr vorbei. Die Wahl zwischen AC- und DC-Speicher hängt vom Einsatzzweck ab. Du kannst AC-Systeme flexibel in bestehende PV-Anlagen integrieren, DC-Speicher punkten dafür mit Effizienz und geringem Installationsaufwand, benötigen aber einen Hybrid-Wechselrichter. Wichtig ist, dass das System zur Anlagengröße und den Zukunftsplänen deiner Kund*innen passt. Ohne Speicher keine Energiewende – und bei uns findest du das richtige Speichersystem für dein Projekt.

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