Wie senkt eine Solarstromspeicherbatterie die Stromkosten?

Zeitwert-Arbitrage: Speicherung von Solarenergie für Zeiten mit hohen Tarifen

Wie Energiearbitrage die Solarenergieerzeugung von Stunden mit niedrigem Wert in solche mit hohem Wert verlagert

Das Konzept der Zeitnutzungsarbitrage (Time-of-Use, TOU) macht Solaranlagen wirtschaftlich attraktiver, indem überschüssiger tagsüber erzeugter Solarstrom in Batterien gespeichert und später genutzt wird, wenn die Strompreise am Abend steigen, gewöhnlich zwischen 16 und 21 Uhr. Die meisten Solarmodule erzielen ihre maximale Leistung genau dann, wenn die TOU-Tarife ihren Tiefststand erreichen – manchmal nur die Hälfte bis drei Viertel dessen kosten, was der Strom zu diesen Nachmittagsspitzenzeiten etwa in Kalifornien kostet. Ohne Batteriespeicher wird dieser überschüssige Tagesstrom für einen Bruchteil des Verkaufspreises ins Netz eingespeist. Mit geeigneten Speicherlösungen hingegen können Hausbesitzer diesen günstigen Tagesstrom speichern und nutzen, anstatt zu Zeiten stark erhöhter Preise das bis zu zwei- oder sogar dreifache des normalen Tarifs für Netzstrom zu zahlen. Dadurch wird aus ansonsten ungenutztem Sonnenlicht reale Einsparung während der Spitzenlastzeiten. Untersuchungen zeigen, dass Menschen, die Solaranlagen mit Speichern kombinieren, im Vergleich zu reinen Solaranlagenbetreibern ihre Stromrechnungen um etwa 10 bis 15 Prozent senken können. Im Grunde funktionieren diese Batterien wie intelligente Geldsparer: Sie verlagern den Energieverbrauch von Zeiten, in denen er nahezu wertlos ist, auf solche, in denen jeder Kilowattstunde zählt – zusätzlich verringern sie die Abhängigkeit vom öffentlichen Stromnetz.

Einsparungen im praktischen Einsatz: PG&Es 5,5%ige Erhöhung der Spitzenlastgebühren und Vermeidungsstrategie

Als Pacific Gas & Electric im Jahr 2023 ihre Spitzenpreise um 5,5 % erhöhte, machte dies die Zeitnutzungsarbitrage (TOU) für Kunden in ihrem Versorgungsgebiet weitaus attraktiver. Die Stromkosten während der Sommer-Spitzenzeiten liegen nun über 0,45 USD pro Kilowattstunde, während sie in den Nebenzeiten auf etwa 0,15 USD sinken. Hauseigentümer, die Solarstromspeicher installiert haben, stellen fest, dass sie Geld sparen können, indem sie gespeicherte Energie täglich zwischen 16:00 und 21:00 Uhr ins Hausnetz einspeisen. Dieser Zeitpunkt hilft ihnen, die extrem hohen Preise zu umgehen, die genau dann anfallen, wenn die meisten Haushalte nach der Arbeit Klimaanlagen und andere Geräte nutzen. Betrachtet man konkrete Zahlen, so reduzieren Häuser mit einem 10-kWh-Batteriesystem typischerweise ihren Netzbezug in den Spitzenstunden um etwa 80 bis 90 Prozent, vorausgesetzt, sie befinden sich in einem durchschnittlichen Einfamilienhaus von 185 Quadratmetern. Das entspricht einer Einsparung von rund 220 bis 350 USD pro Monat allein in den heißen Monaten. Die Rechnung ergibt besonders bei den derzeitigen Tarifplänen von PG&E Sinn, da diese zusätzliche Gebühren zusätzlich zu den normalen TOU-Preisen enthalten. Wenn Hauseigentümer teuren Netzstrom während der intensiv genutzten Spitzenzeiten durch eigene gespeicherte Energie ersetzen, verwandelt sich eine scheinbare Preiserhöhung letztlich in einen finanziellen Vorteil.

Wenn Arbitrage scheitert: Rückgang der Einspeisevergütung unter NEM 3

Die neue Net Energy Metering-Version 3.0, die Kalifornien 2023 eingeführt hat, hat das bisherige Zeitnutzungsmodell stark verändert. Solaranlagenbetreiber erhielten früher etwa 30 Cent pro Kilowattstunde für ihren überschüssigen Strom, jetzt bekommen sie dafür in den teuren Spitzenzeiten nur noch etwa 8 Cent. Eine derartige Kürzung der Vergütung macht jeglichen Ertrag aus der Einspeisung von zusätzlichem Strom ins Netz praktisch zunichte. Was bleibt dann noch? Die Leute müssen ihren eigenen Solarstrom speichern, wenn sie Geld sparen wollen. Die Rechnung ändert sich, sobald der Preis für den eingespeisten Strom unter den Preis fällt, den man bezahlt, um nachts Strom zu beziehen. Plötzlich ist es klüger, die Solarenergie zu speichern und später selbst zu nutzen, anstatt sie zu verkaufen. Bei diesem NEM-3-System geht es bei Heimspeichern weniger darum, Geld zu verdienen, sondern vielmehr darum, Kosten zu vermeiden. Die meisten Menschen werden größere Batteriesysteme installieren müssen, die alle ihre Bedürfnisse am Abend abdecken können, da selbst geringe Mengen eingespeisten Stroms heutzutage kaum noch Ertrag bringen.

Maximierung des Eigenverbrauchs zur Verringerung der Abhängigkeit vom Stromnetz und der monatlichen Rechnungen

Steigerung des Eigenverbrauchs von 30% auf 80% mit einer Solarspeicherbatterie

Photovoltaikanlagen ohne jegliche Speicherung erreichen in der Regel nur eine Eigenverbrauchsquote von etwa 25 bis 40 Prozent, da üblicherweise dann Strom erzeugt wird, wenn gerade kein Bedarf besteht. Wenn Hausbesitzer hingegen eine Solarbatterie installieren, können sie die überschüssige Sonnenenergie tagsüber speichern und später in der Nacht bei steigendem Bedarf nutzen. Dadurch steigt die Eigenverbrauchsquote deutlich an – laut dem letztes Jahr veröffentlichten Solar-Selbstverbrauch-Leitfaden auf Werte zwischen 60 und sogar 90 Prozent. Was bedeutet das praktisch? Weniger Abhängigkeit vom Stromnetz während der teuren Spitzenlastzeiten, beispielsweise von vier bis neun Uhr abends, in Regionen wie Kalifornien, wo die Preise fast bei einem halben Dollar pro Kilowattstunde liegen können. Studien von Energieökonomen zeigen, dass jede Kilowattstunde, die direkt aus dem eigenen System verbraucht wird, drei- bis sechsmal mehr wert ist als der Verkauf dieser über bestehende Netzmetering-Vereinbarungen an das Versorgungsunternehmen.

Fallstudie: Kalifornischer Hausbesitzer spart 1.240 $/Jahr mit Solarstrom und Speicher

Ein Bewohner Nordkaliforniens sah den Eigenverbrauch seines Hauses von etwa 35 % auf nahezu 82 % ansteigen, nachdem er Batterien zusätzlich zu seinen bereits bestehenden Solaranlagen installiert hatte. Auch ihre Abhängigkeit vom Stromnetz ist deutlich gesunken – um rund 60 %. Das bedeutet, keine teuren Zeitnutzungsgebühren mehr während Hochtarifzeiten oder unerschwingliche Spitzenpreise. Während der großen Hitzewelle 2024, als PG&E Notpreise in Höhe von fast einem halben Dollar pro Kilowattstunde verlangte, bezog diese Familie 89 % ihres Stroms direkt aus ihrem eigenen Speichersystem. Die gesamte Anlage spart ihnen derzeit etwa 1.240 $ pro Jahr. Das ist sinnvoll, denn obwohl die neuen NEM-3.0-Regeln nur noch geringere Gutschriften für überschüssige ins Netz eingespeiste Energie bieten, amortisieren sich die Batterien dennoch in etwas weniger als sieben Jahren.

Senkung der Lastspitzengebühren durch strategische Energieverlagerung

Wie gespeicherte Solarenergie teure Netzstromspitzenzeiten ersetzt (z. B. 16–21 Uhr)

Unternehmen aus gewerblichen und industriellen Branchen haben mit hohen Leistungsentgelten zu kämpfen, die sich nach ihrem maximalen 15-Minuten-Stromverbrauch in jeder Abrechnungsperiode richten. Solarspeicher helfen, diese Kosten zu senken, indem sie gespeicherte Energie während der teuren Spitzenzeiten, üblicherweise zwischen 16 und 21 Uhr, abgeben, anstatt Strom aus dem Netz zu beziehen, wo dieser zwei- bis fünffach so viel kosten kann wie nachts. Das als Lastspitzenabsenkung („peak shaving“) bekannte Verfahren basiert auf kontinuierlichen Überwachungssystemen, die genau dann Solarstrom einspeisen, wenn der Energiebedarf der Anlage gefährliche Werte erreicht, wodurch die Abhängigkeit von externen Stromquellen reduziert wird, ohne den täglichen Betrieb zu stören. Die meisten Industriekunden verzeichnen eine Verringerung ihrer Leistungsentgelte um etwa 30 bis 70 Prozent, was in der Regel monatliche Einsparungen von 100 bis 500 US-Dollar pro Kilowatt bedeutet, das sie während der Spitzenlastzeiten vermeiden können. Nehmen wir beispielsweise eine Fabrik mit einem typischen Spitzenbedarf von 1000 kW. Eine Reduzierung um 30 Prozent während der teuren Tarifzeiten würde monatlich Einsparungen von rund 5600 US-Dollar bedeuten. Im Gegensatz zu einfachen Lastverschiebungsverfahren, bei denen Unternehmen ihren Produktionskalender anpassen müssen, sorgt die Lastspitzenabsenkung dafür, dass alles reibungslos weiterläuft, während die Stromkosten dennoch deutlich sinken.

Wirtschaftliche Tragfähigkeit von Solarstromspeicherbatterien unter NEM 3 und modernen Tarifstrukturen

Warum die geringeren Einspeisevergütungen von NEM 3 den Eigenverbrauch und die Speicherung für die Rentabilität entscheidend machen

Unter NEM 3.0 sind die Vergütungen für eingespeisten Solarstrom dramatisch gesunken und betragen nun nur noch etwa 25 % dessen, was Verbraucher während der stark frequentierten Spitzenzeiten im Einzelhandel tatsächlich zahlen – ein deutlicher Rückgang gegenüber dem alten 1:1-Tarif von NEM 2.0. Was bedeutet das? Im Grunde macht dies alleinige Solaranlagen finanziell weniger rentabel, sodass Hausbesitzer möglicherweise mehr als ein Jahrzehnt warten müssen, bis sich ihre Investition amortisiert. An diesem Punkt kommt die Kombination aus Solar und Speicher ins Spiel. Mit einer Batteriespeicheranlage können Nutzer ihre eigene Energie dann verbrauchen, wenn die Strompreise zwischen etwa 16 und 21 Uhr ansteigen, da die Preise in diesen Stunden häufig um 40 % bis sogar 60 % über den regulären Nebenlasttarifen liegen. Systeme, die Solarstrom mit Energiespeicher kombinieren, erreichen typischerweise immer noch eine attraktive Amortisationsdauer von 6 bis 8 Jahren, da sie den Kauf teurer Netzstromtarife vermeiden und einen Teil der durch geringere Einspeisevergütungen entstandenen Einbußen ausgleichen. Und je mehr Energieversorger variable Preismodelle einführen, desto mehr können Haushalte durch intelligentes Timing des Energieverbrauchs mittels Speicherlösungen das Dreifache dessen sparen, was sie unter NEM-3.0-Regeln durch reine Einspeisung in das Stromnetz erzielen würden. Wer also langfristig wirtschaftlichen Sinn in seiner Solaranlage sehen möchte, für den ist die Hinzunahme eines Speichers nicht mehr nur hilfreich – sie wird praktisch notwendig.

FAQ

Was ist Time-of-Use-Arbitrage?

Time-of-Use-Arbitrage bezeichnet die Speicherung von Solarenergie, wenn die Strompreise niedrig sind, und deren Nutzung, wenn die Preise hoch sind – typischerweise abends – um Geld zu sparen.

Wie wirkt sich NEM 3 auf die Einsparungen durch Solarenergie aus?

NEM 3 reduziert die Einspeisevergütung für Solarenergie, wodurch Eigenverbrauch und Speicherung entscheidender werden, um Stromkosten zu senken.

Können Solarbatterien Spitzenlastgebühren für Unternehmen reduzieren?

Ja, Solarbatterien können Spitzenlastgebühren reduzieren, indem sie gespeicherte Energie während teurer Spitzenzeiten abgeben und somit die Abhängigkeit vom Netzstrom verringern.

Welchen wirtschaftlichen Nutzen bieten Photovoltaik-Speichersysteme?

Photovoltaik-Speichersysteme ermöglichen es Hauseigentümern, gespeicherte Energie in Zeiten hoher Tarife zu nutzen, teuren Netzstrom zu vermeiden und eine schnellere Amortisation ihrer Investition zu erreichen.