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Salzwasserspeicher

Salzwasserspeicher sind eine innovative und umweltfreundliche Lösung zur Speicherung von Solarstrom. Ihre Eigenschaften wie die Verwendung ungiftiger Materialien, hohe Zyklenfestigkeit und Sicherheit machen sie zu einer nachhaltigen Alternative zu herkömmlichen Speichersystemen. Ihre geringere Energiedichte und ihr geringerer Wirkungsgrad im Vergleich zu Lithium-Ionen-Speichern werden durch ihre Langlebigkeit und Umweltverträglichkeit ausgeglichen. Insbesondere für Haushalte und Anwendungen, bei denen Sicherheit, Nachhaltigkeit und Autarkie im Vordergrund stehen, sind Salzwasserspeicher eine überlegenswerte Option. Trotz der höheren Anfangsinvestition können langfristige Einsparungen und staatliche Förderungen die Wirtschaftlichkeit verbessern. Die Entscheidung für einen Salzwasserspeicher sollte jedoch auf einer sorgfältigen Analyse des eigenen Energiebedarfs und der Rahmenbedingungen basieren.
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    • Salzwasserspeicher in der Photovoltaik nutzen das Prinzip der Elektrolyse, um überschüssigen Solarstrom in Wasserstoff und Sauerstoff umzuwandeln und zu speichern.
    • Diese Technologie ermöglicht eine längere Speicherdauer und eine höhere Energiedichte im Vergleich zu herkömmlichen Batteriespeichern.
    • Optimiert die Energieflüsse für eine effektive Speicherung und Steigerung der Autarkie. Bietet Notstromversorgung und ist für den Inselbetrieb geeignet.
    • Geeignet für private, industrielle und gewerbliche Anwendungen, unterstützt die Warmwasserbereitung, Wärmepumpen, Infrarotheizungen und die Einbindung von Notstromaggregaten.
    • Reduziert die Abhängigkeit von steigenden Strompreisen durch Optimierung des Eigenverbrauchs und erhöht den Autarkiegrad.

    Strom zu speichern für dunkle Tage, ohne ausreichend Sonnenschein, ist eines der großen Probleme bei der Produktion und Nutzung von Solarenergie. Ein Salzwasserspeicher kann hier Abhilfe schaffen.

    EigenschaftSalzwasserspeicher
    SpeichertypNicht-flüssiger Elektrolyt (Salzwasser)
    EnergiedichteNiedriger als Lithium-Ionen-Speicher, aber höher als Blei-Säure-Speicher
    LebensdauerBis zu 15 Jahre
    ZyklenfestigkeitHoch (bis zu 10.000 Ladezyklen)
    UmweltfreundlichkeitUmweltfreundlich, da aus ungiftigen und leicht verfügbaren Materialien hergestellt
    SicherheitSehr sicher, da keine Brandgefahr und geringeres Risiko von thermischen Ereignissen
    KostenGünstiger als Lithium-Ionen-Speicher, aber teurer als Blei-Säure-Speicher
    WirkungsgradNiedriger als bei Lithium-Ionen-Speichern, aber höher als bei Blei-Säure-Speichern (ca. 80-90%)
    AnwendungsbereichePhotovoltaikanlagen, netzunabhängige Systeme, Inselanlagen, Energiespeicherung bei großen Energieanlagen

    Ein Stromspeicher für eine Solaranlage ist sinnvoll

    Wenn Sie sich für die Anschaffung einer Photovoltaik-Anlage interessieren, kommen Sie um diese Entscheidung nicht herum: Stromspeicher ja oder nein? Solaranlagen mit einem Stromspeicher versprechen Ihnen deutlich verbesserte Renditen. Allerdings steigt mit ihnen auch der Anschaffungspreis der Anlage.

    Dabei sind es vor alle praktische Gründe, die Sie bei der Anschaffung eines Stromspeichers berücksichtigen sollten

    Die Nutzung einer Solaranlage lohnt sich für Sie immer dann, wenn Sie viel Energie verbrauchen. Ohne einen Stromspeicher erzielen Sie nur dann einen hohen Eigenverbrauch, wenn Sie den Solarstrom direkt nutzen. Sie müssten also immer dann viel Strom verbrauchen, wenn die Sonne stark scheint.

    Das bedeutet gleichzeitig, dass Sie Ihren Alltag nach Ihrer Photovoltaikanlage ausrichten müssten. Kochen, Waschen oder Fernsehen gucken wäre dann mittags sehr ökonomisch. In den Morgen- und Abendstunden dagegen wären Sie dann eher auf Strom von Ihrem Energieversorger angewiesen. Diese Abhängigkeit wäre mit einem Stromspeicher deutlich geringer.

    Das spricht für die Anschaffung eines Stromspeichers:

    • Hoher Autarkiegrad.
    • Tageszeiten unabhängige Verfügbarkeit von selbst produzierten Strom.
    • Preiserhöhungen oder Netzschwierigkeiten sind besser verkraftbar.
    • Finanzielle Sicherheit.
    • Überschaubare Stromkosten.

    Herkömmliche Stromspeicher können Gefahren bergen

    Die herkömmlichen Stromspeicher bestehen aus einem Blei- oder einem Lithium-Ionen-Akku. Das belastet die Umwelt, begrenzt ihre Lebensdauer und birgt in einem gewissen Maße die Gefahr von Bränden oder Explosionen.

    Die Alternative ist ein Salzwasserspeicher, der zwar nach dem Prinzip einer Lithium-Ionen-Batterie funktioniert, aber ungefährliches Salzwasser nutzt.

    So funktioniert ein Salzwasserspeicher

    Um die Wirkungsweise eines Salzwasserspeichers zu verstehen, müssen Sie sich das Prinzip einer Batterie vor Augen halten. Denn der Stromspeicher für eine Solaranlage muss wieder aufladbar sein. Dafür braucht es eine Sekundärbatterie, die sich – im Gegensatz zur Primärbatterie – mehrmals aufladen lässt.

    In jeder Batterie fließen Elektronen. Dafür hat die Batterie einen Minus– und einen Pluspol. Ist die Batterie wieder aufladbar, heißen diese Pole Elektroden: die Anode (Minus) und die Kathode (Plus).

    Beide Elektroden sind von einem Elektrolyt umgeben. Diese (meist) Flüssigkeit kann Strom leiten. Der Separator zwischen Anode und Kathode trennt die beiden Elektroden, lässt aber Ionen durch.

    Wenn Sie ein Gerät (Verbraucher) an die Batterie anschließen, können die Elektronen fließen. Denn dieser Verbraucher schließt den Kreislauf. Folge: Die Batterie wird entladen.

    Schließen Sie die Batterie an das Stromnetz an, wandern die Elektronen von der Kathode zur Anode. Der Vorrang läuft quasi rückwärts. Folge: Die Batterie wird aufgeladen.

    Bei einer Salzwasserbatterie ist das Prinzip genau das Gleiche. Hier fungiert allerdings Natrium-Salzwasser als Elektrolyt. Anode und Kathode bestehen ebenfalls aus anderen, unbedenklichen Materialien.

    Neu ist die Idee von Salzwasserbatterien nicht. Im Gegenteil, das Prinzip ist bereits mehr als 200 Jahre alt. Dass diese Batterien jetzt ihre Renaissance feiert, liegt insbesondere an der wachsenden Bedeutung der Photovoltaik.

    Diese Vorteile hat ein Salzwasserspeicher

    • Kapazität und Effizienz: Bietet eine nennbare Kapazität pro Stack und eine hohe nutzbare Kapazität.
    • Nachhaltigkeit: Verwendung nachhaltiger, weit verbreiteter Materialien verhindert Rohstoffknappheit und machen Systeme nahezu vollständig recycelbar.
    • Sicherheit: Hohe Sicherheitsstandards durch die Verwendung nicht brennbarer Elektrolyte und den Verzicht auf Schwermetalle oder giftige Stoffe. Berührungssicher, nicht brennbar und als ungefährliches Gut transportierbar.
    • Wartungsfreiheit: Kein regelmäßiger Wartungsaufwand erforderlich, was die Betriebskosten senkt.
    • Temperaturunabhängigkeit: Funktioniert in einem breiten Temperaturbereich, was vielseitige Einsatzmöglichkeiten in verschiedenen Umgebungen ermöglicht. Kann schwankenden Temperaturen standhalten und ist wartungsfrei.
    • Skalierbarkeit: Fast grenzenlos erweiterbar und skalierbar, was eine Anpassung an individuelle Bedürfnisse erlaubt.

    Das sind die Nachteile von Salzwasserspeichern

    Salzbatterien haben, verglichen mit anderen Batterien, eine geringere Energiedichte. Sie müssen deshalb größer und schwerer sein, um die gleiche Leistung zu erbringen. Für einen Einsatz im Rahmen der Elektromobilität eignen sie sich deshalb nicht. Längere Zeiten für das Be- und Entladen: Salzwasserspeicher haben eine sogenannte C-Rate von 0,2. Dieser Wert gibt die Zeit an, die eine Batterie braucht, bis sie vollkommen beladen (und natürlich auch entladen) ist. Ein Wert von 0,2 bedeutet 5 Stunden.

    Größe eines Salzwasserspeichers berechnen

    Die Dimensionierung eines Photovoltaik-Speichers ist für die Effizienz einer Solaranlage entscheidend. Die benötigte Speicherkapazität richtet sich nach dem täglichen Energiebedarf, der aus dem Verhältnis von Tag- zu Nachtverbrauch sowie der Leistung der Photovoltaikanlage resultiert. Zur Berechnung des durchschnittlichen Tagesbedarfs teilt man den jährlichen Stromverbrauch durch 365. Bei überwiegendem Tagesverbrauch verwendet man den Faktor 1/3, bei höherem Nachtverbrauch den Faktor 1/2. Für eine genaue Aufteilung misst man den Stromverbrauch morgens und abends. Bei einem Gesamtverbrauch von 6.000 kWh und höherem Nachtverbrauch ergibt sich eine benötigte Speicherkapazität von ca. 8,5-9 kWh, optimal unterstützt von einer Photovoltaikanlage mit etwa 8 kWp Leistung.

    Häufige Fragen zu Salzwasserspeicher

    Was kosten Salzwasserspeicher?

    Derzeit sind nur wenige Hersteller für Salzwasserspeicher am Markt. Ein pauschaler Vergleich der Preise dieser Art von Batterien ist deshalb nicht einfach. Als Richtwert dürften 1.200 Euro pro Kilowattstunde Speicherkapazität gelten.

    Staatliche und kommunale Förderungen für Solaranlagen schließen zum Teil auch Kosten für Stromspeicher ein. Es lohnt sich deshalb durchaus, wenn Sie die Förderrichtlinien in Ihrem Bundesland genauer studieren. Sie können sich auch bei Ihrer Stadt oder Gemeinde nach einer finanziellen Förderung erkundigen.

    Was sind die Vorteile von Salzwasserspeichern?

    Salzwasserspeicher sind umweltfreundlich, sicher und haben eine lange Lebensdauer. Sie sind kostengünstiger als Lithium-Ionen-Speicher und haben eine gute Zyklenfestigkeit.

    Wie funktionieren Salzwasserspeicher?

    Salzwasserspeicher basieren auf einem nicht-flüssigen Elektrolyt, das aus Salzwasser besteht. Die Energie wird in Form von chemischen Reaktionen gespeichert und wieder freigesetzt.

    Was sind die Nachteile von Salzwasserspeichern?

    Salzwasserspeicher haben eine geringere Energiedichte und einen niedrigeren Wirkungsgrad als Lithium-Ionen-Speicher. Außerdem sind sie größer und schwerer als vergleichbare Lithium-Ionen-Speicher.

    Sind Salzwasserspeicher umweltfreundlich?

    Ja, Salzwasserspeicher sind umweltfreundlich, da sie aus ungiftigen und leicht verfügbaren Materialien hergestellt werden.

    Für welche Anwendungen eignen sich Salzwasserspeicher?

    Salzwasserspeicher eignen sich für Photovoltaikanlagen, netzunabhängige Systeme, Inselanlagen und zur Energiespeicherung bei großen Energieanlagen.

    Wie lange hält ein Salzwasserspeicher?

    Ein Salzwasserspeicher hat eine Lebensdauer von bis zu 15 Jahren, abhängig von der Nutzung und den Umgebungsbedingungen.

    Wie hoch ist der Wirkungsgrad von Salzwasserspeichern?

    Der Wirkungsgrad von Salzwasserspeichern liegt zwischen 80-90%, was niedriger ist als bei Lithium-Ionen-Speichern, aber höher als bei Blei-Säure-Speichern.

    Carsten Steffen
    Autor: Carsten Steffen
    Carsten Steffen, Gründer von photovoltaik.sh, bringt sein tiefes Verständnis für Photovoltaik und seine Begeisterung für erneuerbare Energien ein, um Kunden in Schleswig-Holstein seit 2021 schneller und kostengünstiger zu ihrer eigenen Photovoltaikanlage zu verhelfen. Ermöglicht wird das Dank der Zusammenarbeit mit lokalen Solarteuren. Regelmäßige Schulungen runden unsere Expertise ab. Mit der Gründung von photovoltaik.sh sind wir Ihr vertrauenswürdigen Partner für alle, die ihren Stromverbrauch nachhaltig gestalten möchten.
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