Die Solardachziegel – Alternative zu Photovoltaikmodulen
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Die Nutzung von Solarstrom bringt viele Vorteile mit sich. Der Solarstrom ist kostenlos, frei verfügbar und reichlich vorhanden. Seit Beginn der Solartechnik gibt es aber auch ein Problem: Die Speicherung. Denn an einigen Tagen gibt die Sonne mehr Energie ab, als verbraucht werden kann, an anderen Tagen wiederum scheint sie kaum, sodass nur wenig Solarstrom erzeugt werden kann. Um diese Schwankungen auszugleichen, wird in vielen Anlagen auch ein Stromspeicher eingebaut. Dieser besteht entweder aus einem Blei- oder Lithium-Ionen-Akku und kann auch an sonnenarmen Tagen die Versorgung mit Solarstrom gewährleisten.
Allerdings sind diese Speicher sehr teuer, haben nur eine begrenzte Lebensdauer und sind nicht gerade umweltfreundlich. Aufgrund der verwendeten Stoffe geht von ihnen auch immer eine Explosionsgefahr aus. All das soll der Salzwasserspeicher nun ändern. Er funktioniert im Prinzip genau wie ein herkömmlicher Akku, aber auf Basis von vollkommen ungefährlichem Salzwasser. Wir haben uns informiert und das Wichtigste für Dich zusammengefasst:
Die Funktionsweise einer Salzwasser-Batterie
Damit sich der Einsatz eines Speichers für die Solaranlage lohnt, muss dieser wieder aufladbar sein. Es braucht also eine Sekundärbatterie, die im Gegensatz zur Primärbatterie nicht nur entladen, sondern auch aufgeladen werden kann.
Zugrunde liegendes Prinzip der Batterie ist, dass ein Elektronenfluss stattfindet. Dafür braucht die Batterie einen Minus- und einen Pluspol. In einer wiederaufladbaren Batterie sind das die Elektroden. Sie werden Kathode (Pluspol) und Anode (Minuspol) genannt. Umgeben sind Kathode und Anode von einem Elektrolyt. Das ist in der Regel eine Flüssigkeit. Sie ist in der Lage elektrischen Strom zu leiten. Zwischen Anode und Kathode liegt ein Separator. Er ist Ionen-durchlässig, trennt aber Kathode und Anode voneinander, sodass es nicht zu Kurschlüssen kommt.
Wird ein Verbraucher an die Batterie angeschlossen, ist der Kreislauf geschlossen und Elektronenfluss kann stattfinden. Die Batterie entlädt sich dabei und der Verbraucher wird mit Strom versorgt. Ist die Batterie entladen, wird der Vorgang rückgängig gemacht. Dafür wird eine Spannung angelegt, die Batterie wird also ans Stromnetz angeschlossen, und der Prozess läuft rückwärts ab. Dadurch wandern die Elektronen von der Kathode zur Anode und machen die Batterie wieder einsatzbereit.
Der Salzwasserspeicher funktioniert im Grunde genauso, wie eine normale Batterie. Einziger Unterschied ist, dass die einzelnen Bestandteile ausgetauscht wurden. Das Elektrolyt beispielsweise ist Natrium-Salzwasser. Das ist auch im Falle eines Defektes vollkommen unbedenklich. Auch Kathode und Anode bestehen bei Salzbatterien aus unbedenklicheren Materialien.
Die Vor- und Nachteile einer Salzbatterie
Die Salzwasserbatterie soll die Lösung sein, um die umweltschädlichen und teuren Blei- und Lithium-Ionen-Akkus zu ersetzen. Das würde viele Vorteile mit sich bringen. Allerdings gibt es die Idee der Salzbatterie schon seit über 200 Jahren. Durchsetzen konnte sie sich gegenüber konventionellen Batterien bis jetzt aber noch nicht.
Die Vorteile
- Hohe Verfügbarkeit der Rohstoffe: Die Salzwasserbatterie basiert auf nachhaltigen Rohstoffen. Diese sind reichlich vorhanden und können leicht und umweltschonend abgebaut werden. Nach der Verwendung sind sie außerdem leicht zu recyceln oder dem Kreislauf Erde zurückzuführen.
- Geringere Anschaffungskosten: Durch den Austausch der Rohstoffe gegen nachhaltigere Materialien, sinken auch die Anschaffungskosten für Salzwasserbatterien. Denn je reichhaltiger ein Stoff vorhanden ist und abgebaut werden kann, desto niedriger ist sein Einkaufspreis.
- Nachhaltige Alternative: Ein großer Pluspunkt der Salzwasserbatterie ist außerdem auch ihre Nachhaltigkeit. Sie ist sowohl in der Produktion, als auch im Recycling nachhaltiger als herkömmliche Blei- oder Lithium-Ionen-Batterien.
- Ungefährliche Verwendung: Von Salzbatterien geht keine Explosionsgefahr aus, auch nicht im Falle eines Defektes. Sie sind also ungefährlicher, als herkömmliche Batterien. Die Salzwasserspeicher können auch bei sehr extremen Temperaturen arbeiten und müssen nicht gesondert gelagert werden.
- Höhere Entladetiefe: Die Salzbatterie kann problemlos tiefenentladen werden. Herkömmliche Batterien dagegen leiden unter zu starker Entladung.
- Keine Wartungsarbeiten: Anders als konventionelle Batterien müssen die Salzwasserspeicher nicht gewartet werden. Das spart Kosten im laufenden Betrieb.
Die Nachteile
- Geringere Energiedichte: Im Vergleich zu anderen Batteriearten, haben Salzbatterien eine geringere Energiedichte. Das bedeutet, dass sie, um dieselbe Leistung erbringen zu können wie andere Batterien, größer und schwerer sind. Das macht sie für einige Bereiche, wie zum Beispiel die Elektromobilität unbrauchbar.
- Längere Be- und Entladezeiten: Die Salzbatterie braucht für das Be- und Entladen länger, als vergleichbare Batterien. Man spricht hier von der C-Rate. Diese gibt an, wie viel Zeit eine Batterie benötigt, bis sie vollständig be- oder entladen ist. Bei Salzbatterien liegt dieser Wert um die 0,2. Sie sind also innerhalb 5 Stunden vollkommen ent- oder beladen.
- Höhere Anschaffungskosten: Noch werden die Salzwasserspeicher nur von wenigen Anbietern verkauft. Entsprechend hoch sind daher zur Zeit die Anschaffungskosten.
Stromspeicher im Vergleich
| Salzbatterie** | Li-Ion-Batterie | Blei-Batterie | |
|---|---|---|---|
| Entladetiefe | 100% | ca. 80% der maximalen Kapazität | 35 – 80% der maximalen Kapazität |
| Ladezyklen | 5.000 | 5.000 – 7.000 | bis zu 4.000 |
| Kosten | ca. 1.200€*/ kWh | 750€* bis 1.250€*/ kWh | 500€* – 1.000€*/ kWh |
| Fazit | Nachhaltige, aber teurere Anschaffung | Günstig und langlebig, aber nicht nachhaltig | Billigste, aber kurzweiligste Variante |
Kosten einer Salzwasser-Batterie
Derzeit bieten nur wenige Hersteller die Salzbatterien als Heimspeicher an. Dementsprechend schwierig ist es, eine pauschale Kostenrechnung aufzustellen. Die Firma Innovenergy bietet ihren kleinsten Speicher von 7,7 kWh zu einem Nettopreis von knapp 9.000€* an. Größere Speicher von 18 kWh kosten circa 22.500€*. Das entspricht einem durchschnittlichen Preis von etwa 1.200€* pro Kilowattstunde Leistung.
Förderungen für Salzwasserspeicher
Stromspeicher werden gefördert. Einerseits als zinsgünstiger Kredit oder Zuschuss durch das BEG, andererseits aber auch von vielen Bundesländern. Hier lohnt es sich, bei der Stadt oder Gemeinde nachzufragen, ob Photovoltaikanlagen und Stromspeicher gefördert werden. Berlin beispielsweise bezuschusst Stromspeicher mit 300€* pro Kilowattstunde Speicherleistung. Ob es in Deiner Region auch solche Förderprogramme gibt, kannst Du ganz einfach mit der Förderdatenbank herausfinden.
Fazit: Wann lohnt sich ein Salzwasserspeicher?
Salzwasserspeicher sind definitiv eine gute Alternative für Blei- oder Lithium-Ionen-Akkus. Sie sind ungefährlich, wartungsarm und nachhaltig in Produktion und Recycling. Derzeit sind Salzbatterien in der Anschaffung teurer als konventionelle Speicher. Allerdings ist zu erwarten, dass sich das mit steigender Nachfrage ändern wird. Außerdem sparen die Salzspeicher Kosten im Betrieb, da sie nicht regelmäßig gewartet werden müssen. PV-Betreiber, die großen Wert auf Umweltfreundlichkeit legen, und bereit sind dafür etwas mehr zu zahlen, sind schon jetzt mit einem Salzspeicher gut bedient. Als mobile Lösung für Elektroautos oder Kleinlösungen für Handys kommen die Salzspeicher jedoch kaum in Frage, da sie wesentlich schwerer und ineffektiver sind, als ihre Konkurrenten.
