Lithium vs. Blei: Welche Batterie für die Solaranlage?

Einleitung: Es kommt auf die inneren Werte an

Batterien sind in gewisser Weise wie Menschen: Es gibt sie in verschiedenen Formen und Farben, aber schlussendlich kommt es immer auf die inneren Werte an. Im Laufe der Zeit wurden viele Batteriekonzepte entwickelt, die verschiedene Werkstoffkombinationen für Anode, Kathode, Elektrolyt und Separator verwendeten.

Aktuell werden zur Speicherung von Solarenergie vor allem zwei Technologien verwendet:

Lithium-Ionen-Batterien (LIB)
Blei-Säure-Batterien (BSB)

Beide Konzepte bieten Vor- und Nachteile für den Einsatz in Solaranlagen. Welche Batterieart für welche Anlage geeignet ist, erfahren Sie in diesem Artikel.

Lithium-Ionen-Batterien: Der moderne Standard

Für die heutige Technik sind Lithium-Ionen-Batterien unabdingbar. Ob Smartphone, elektrische Zahnbürste oder Elektroauto – dieser Batterietyp ist weit verbreitet und verdrängt immer weiter die Blei-Batterien.

Funktionsprinzip

Das Funktionsprinzip unterscheidet sich zur galvanischen Zelle lediglich in der Stoffzusammensetzung. Wie der Name vermuten lässt, ist in den Elektroden Lithium enthalten.

Wichtige Unterscheidung:

Lithium-Ionen-Batterien: Lithium als Sauerstoffverbindung (Lithiumoxide) – wiederaufladbar
Lithium-Metall-Batterien: Pures metallisches Lithium – nicht wiederaufladbar

Verschiedene Kathodenmaterialien

Wie genau das Lithium in die Elektroden eingearbeitet wird, hängt vom chemischen Aufbau der Batterie ab. In der Regel befinden sich die Lithiumverbindungen in den Kathoden. Es gibt verschiedene Kathodenzusammensetzungen, die jeweils eigene Vor- und Nachteile mitbringen:

Typ	Bezeichnung	Eigenschaften
LFP	Lithium-Eisen-Phosphat	Höhere Lebensdauer, sicherer, umweltfreundlicher
NMC	Nickel-Mangan-Cobalt	Hohe Energiedichte, aber teurer
LCO	Lithium-Cobalt	Hohe Energiedichte, weniger sicher

Empfehlung für Solaranlagen: LFP-Zellen bieten den besten Kompromiss zwischen Leistungsfähigkeit und Nachhaltigkeit.

Vorteile von Lithium-Ionen-Batterien

Lithium-Ionen-Batterien haben sich in den letzten Jahren zur führenden Technologie entwickelt. Die folgenden Vorteile machen sie besonders attraktiv für Solaranlagen:

Vorteil	Erklärung
Hohe Energiedichte	Mehr Kapazität bei gleichem Gewicht/Volumen
Hoher Wirkungsgrad	90–95% Roundtrip-Effizienz
Lange Lebensdauer	5.000–10.000 Ladezyklen
Hohe Entladetiefe	80–100% DoD möglich
Kein Memory-Effekt	Flexibles Laden möglich
Wartungsfrei	Keine regelmäßige Wartung nötig
Schnelles Laden	Höhere C-Raten möglich

Nachteile von Lithium-Ionen-Batterien

Trotz aller Vorteile gibt es auch einige Aspekte, die bei der Auswahl berücksichtigt werden sollten:

Nachteil	Erklärung
Höhere Anschaffungskosten	~150–300 €/kWh (Tendenz fallend)
Temperaturempfindlich	Optimaler Bereich: 15–25°C
Brandgefahr	Bei Beschädigung oder Überladung (selten bei LFP)
Recycling-Herausforderung	Aufwendiger als bei Blei

Blei-Säure-Batterien: Der bewährte Klassiker

Die Blei-Säure-Batterie ist deutlich älter als Lithium-Ionen-Konzepte. Sie wurde bereits im 19. Jahrhundert verwendet und ist bis heute in vielen Anwendungen zu finden – am bekanntesten als Starterbatterie im Auto.

Aufbau und Funktionsprinzip

Die BSB funktioniert grundsätzlich wie jede andere Batterie, besteht aber aus:

Bleiplatten (Anode, pures Blei)
Bleioxidplatten (Kathode)
Wasser-Schwefelsäure-Gemisch (Elektrolyt)

Vorteile von Blei-Säure-Batterien

Auch wenn Blei-Säure-Batterien älter sind, haben sie nach wie vor ihre Berechtigung. Besonders in bestimmten Anwendungsfällen punkten sie mit handfesten Vorteilen:

Vorteil	Erklärung
Niedrige Anschaffungskosten	~80–150 €/kWh
Bewährte Technologie	Über 150 Jahre Erfahrung
Hohe Robustheit	Unempfindlich gegen Temperaturschwankungen
Einfaches Recycling	Fast 100% Recyclingquote
Verfügbarkeit	Überall erhältlich

Nachteile von Blei-Säure-Batterien

Die Nachteile von Blei-Säure-Batterien sind der Hauptgrund, warum sie zunehmend von Lithium-Ionen-Technologie verdrängt werden:

Nachteil	Erklärung
Geringe Energiedichte	Schwer und groß
Kurze Lebensdauer	500–1.500 Ladezyklen
Niedrige Entladetiefe	Nur 50% DoD empfohlen
Wartungsaufwand	Regelmäßiges Nachfüllen (bei offenen Typen)
Niedriger Wirkungsgrad	80–85% Roundtrip-Effizienz
Ausgasung	Belüftung erforderlich

Der direkte Vergleich

Um die Entscheidung zu erleichtern, stellen wir beide Technologien direkt gegenüber. Die Tabelle zeigt die wichtigsten Unterschiede auf einen Blick:

Kriterium	Lithium-Ionen	Blei-Säure
Energiedichte	150–200 Wh/kg	30–50 Wh/kg
Wirkungsgrad	90–95%	80–85%
Lebensdauer	5.000–10.000 Zyklen	500–1.500 Zyklen
Entladetiefe	80–100%	50%
Kosten/kWh	150–300 €	80–150 €
Kosten/Zyklus	0,03–0,06 €	0,05–0,30 €
Wartung	Wartungsfrei	Regelmäßig
Gewicht	Leicht	Schwer

Fazit: Obwohl Blei-Säure-Batterien günstiger in der Anschaffung sind, sind Lithium-Ionen-Batterien langfristig oft wirtschaftlicher durch die höhere Lebensdauer.

Faustformeln zur Dimensionierung

Bevor Sie sich für eine Batterie entscheiden, müssen Sie die richtige Größe bestimmen:

Faustformel 1: Bezogen auf die Peak-Leistung

Pro erzeugtem kWp sollte das 0,9 bis 1,6-fache an kWh Kapazität vorhanden sein.

Diese Faustformel orientiert sich an der installierten Modulleistung und liefert einen guten Ausgangswert für die Speicherdimensionierung:

Anlagengröße	Empfohlene Kapazität
5 kWp	4,5 – 8 kWh
8 kWp	7,2 – 12,8 kWh
10 kWp	9 – 16 kWh

Faustformel 2: Bezogen auf den Jahresverbrauch

Die Kapazität sollte etwa 60% des täglichen Stromverbrauchs betragen.

Diese Alternative orientiert sich am tatsächlichen Verbrauch des Haushalts und ist besonders nützlich, wenn Verbrauchsdaten vorliegen:

Jahresverbrauch	Tagesverbrauch	Empfohlene Kapazität
3.000 kWh	8,2 kWh	~5 kWh
5.000 kWh	13,7 kWh	~8 kWh
7.000 kWh	19,2 kWh	~12 kWh

Wann lohnt sich welche Technologie?

Blei-Säure-Batterie empfohlen bei:

Kleinen Anlagen bis 5 kWp
Balkonkraftwerken mit wenig Platzbedarf
Begrenztem Budget
Off-Grid-Anwendungen (Wohnmobil, Gartenhaus)
Niedrigen Anforderungen an Ladezyklen

Beispiel: Bei 5 kWp benötigen Sie mindestens 4,5 kWh Kapazität. In diesem Bereich überwiegt der Kostenvorteil der Blei-Säure-Batterie.

Lithium-Ionen-Batterie empfohlen bei:

Mittleren bis großen Anlagen ab 5 kWp
Einfamilienhäusern mit 2–4 Personen
Hohem täglichen Verbrauch
Begrenztem Platzangebot
Langfristiger Nutzung (10+ Jahre geplant)
Kombination mit Wärmepumpe oder E-Auto

Beispiel: Bei 10 kWp und 9 kWh Mindestkapazität ist Lithium-Ionen die bessere Wahl – kompakt, langlebig und ohne Wartungsaufwand.

Spezialfall: LFP vs. NMC vs. LCO

Wenn Sie sich für Lithium-Ionen entschieden haben, stellt sich die Frage nach der Zellchemie. Die drei gängigsten Varianten unterscheiden sich deutlich in ihren Eigenschaften:

Kriterium	LFP	NMC	LCO
Energiedichte	Mittel	Hoch	Hoch
Sicherheit	Sehr hoch	Mittel	Niedrig
Lebensdauer	Sehr hoch	Mittel	Niedrig
Kosten	Mittel	Hoch	Hoch
Temperaturstabilität	Sehr gut	Gut	Mittel
Empfehlung	Heimspeicher	E-Mobilität	Elektronik

Klarer Sieger für Solaranlagen: LFP-Zellen – sie bieten die beste Kombination aus Sicherheit, Lebensdauer und Kosten.

Fazit

Merksatz: Die Wahl zwischen Lithium-Ionen und Blei-Säure hängt von Ihren individuellen Anforderungen ab:

Budget-orientiert + kleine Anlage → Blei-Säure
Langfristig + größere Anlage → Lithium-Ionen (LFP) Die Preise für Lithium-Ionen-Batterien fallen kontinuierlich, während die Technologie immer besser wird. Für die meisten neuen Solaranlagen ist Lithium-Ionen heute die richtige Wahl.

Weiter geht's: Im nächsten Artikel Leistungselektronik: Wechselrichter und DC-DC-Wandler erfahren Sie, wie der Solarstrom für Batterie und Haushalt aufbereitet wird.

Die komplette Artikelserie „Energiespeicher für Solaranlagen"

Von Froschschenkeln zu Batterien: Wie funktioniert ein Energiespeicher? – Grundlagen
Lithium vs. Blei: Welche Batterie für die Solaranlage? – Sie sind hier
Leistungselektronik: Wechselrichter und DC-DC-Wandler – Stromwandlung
Der Allrounder: Hybridwechselrichter – Alles in einem Gerät
AC oder DC? Systemtopologien für Solaranlagen – Anlagenkonzepte