Nicht nur die Anzahl der in Deutschland installierten Heimspeichersysteme ist in den vergangenen Jahren deutlich gestiegen, sondern auch deren Energieeffizienz. Zu dieser positiven Einschätzung kommt die Forschungsgruppe Solarspeichersysteme der HTW Berlin in der aktuellen und vierten Stromspeicherinspektion.
Fronius mit BYD und RCT Power vorn
Die 20 mit dem System Performance Index, kurz SPI, bewerteten Stromspeichersysteme sind in den Leistungsklassen fünf und zehn Kilowatt gegeneinander angetreten. An dem diesjährigen Speichervergleich haben sich neben E3/DC, Growatt, Sonnen und Viessmann sechs weitere Hersteller erstmals oder mit Produktneuheiten beteiligt.
Der SPI soll dabei eine Hilfestellung für Installateure beim Kauf der Speichersysteme sein. Er setzt die erzielte Kosteneinsparung eines Batteriesystems mit Solarstrom ins Verhältnis zu einem errechneten Einsparungspotenzial eines theoretisch verlustfreien Systems. Mit anderen Worten: Der SPI beschreibt, wie sehr Energieverluste die finanziellen Erlöse verringern. Den höchsten SPI in der kleineren Klasse erreichte der Hybridwechselrichter Fronius Primo Gen 24 6.0 Plus gemeinsam mit der BYD Battery-Box Premium HVS 7.7.
In der größeren Leistungsklasse setzte sich das Gerät Power Storage DC 10.0 von RCT Power mit einem SPI von 95,1 Prozent durch. Das entspricht der höchsten Systemeffizienz aller vier bis dato durchgeführten Stromspeicherinspektionen an der HTW.
1,1 Prozent mehr als 2020
Dieser Wert liegt 1,1 Prozentpunkte über dem bisherigen Rekordwert. „Entscheidend für eine hohe Energieeffizienz sind vor allem geringe Umwandlungs- und Stand-by-Verluste des gesamten Speichersystems“, sagt Thomas Hauser, Geschäftsführer von RCT Power. Ein hoher Batteriewirkungsgrad allein sei noch kein Garant für ein wirksames System. Außerdem sei eine schnelle Reaktionszeit wichtig. „Hier braucht unser System gerade einmal sieben Zehntelsekunden, um sich einzuschwingen. Dabei macht sich jedes Watt bezahlt, das man selbst erzeugen kann und nicht aus dem öffentlichen Netz beziehen muss“, sagt Hauser.
Foto: HTW Berlin
RCT Power ließ Daten am AIT ermitteln
Hersteller RCT Power beteiligte sich auch mit einem zweiten Produkt in der Klasse fünf Kilowatt. Mit dem RCT Power Storage DC 6.0 und der RCT Power Battery 7.6 dabei wurde der vierte Platz errungen. Die Firma hat das komplette System selbst entwickelt und produziert es auch.
Beide Systeme weisen in eigenen Labortests sogar höhere nutzbare Speicherkapazitäten aus als angegeben. Die Daten für das eigene Datenblatt der teilnehmenden Systeme wurden durch Messungen gemäß Effizienzleitfaden am Austrian Institute of Technology (AIT) in Wien durchgeführt.
Fronius, Kaco und Kostal schnitten ebenfalls mit einem hervorragenden SPI in der Zehn-Kilowatt-Klasse ab. „Insgesamt konnten wir 13 Stromspeichersystemen eine sehr gute Systemeffizienz bescheinigen“, resümiert Volker Quaschning, Professor für Regenerative Energiesysteme an der HTW Berlin und Mitautor der Studie.
Sechs Trends identifiziert
Die steigende Nachfrage nach Speichersystemen geht mit verschiedenen technologischen Entwicklungen einher. So sei bereits seit mehreren Jahren der Trend hin zu Batterien mit höheren Speicherkapazitäten zu erkennen. „Des Weiteren sind zunehmend leistungsfähigere Wechselrichter und flexiblere Systemkonzepte erhältlich“, sagt HTW-Speicherexperte Johannes Weniger.
Insgesamt haben die Wissenschaftler sechs und damit vier weitere Techniktrends für stationäre Batteriesysteme identifiziert. Die Trends sind größere Batteriespeicher, effizientere Wechselrichter sowie mehr hybride Umrichter, die alle leistungselektronischen Komponenten in einem Gerät vereinen, und unterschiedliche Batterietechnologien. Neben der Salzwasserbatterie von Bulesky Energy fertigt auch das Start-up Voltstorage aus München bereits den Heimspeicher Smart mit der Vanadium-Redox-Flow-Technologie.
Wirkungsgrad oberhalb 97 Prozent
Die Forscher begründen die häufig verbesserten Wechselrichterwirkungsgrade unter anderem mit dem vermehrten Einsatz von Leistungshalbleitern aus Siliziumkarbid. Die effizientesten Systeme erreichen dadurch über einen weiten Leistungsbereich Wirkungsgrade oberhalb von 97 Prozent.
Je mehr Solarstrom, desto besser
Ein weiterer Schwerpunkt der HTW-Studie befasst sich schließlich mit der Auslegung von solaren Speichersystemen: Die Simulationsanalysen zeigen, dass insbesondere in Wohngebäuden mit Wärmepumpe oder Elektroauto eine möglichst große Solarstromanlage mit einer Leistung von mindestens zehn Kilowatt installiert werden sollte. Die vermiedenen Emissionen seien umso höher, je größer die Photovoltaikanlage sei. Professor Quaschning fordert deshalb: „Vor diesem Hintergrund sollten alle geeigneten Dachflächen zur Produktion von Solarstrom genutzt werden.“
Bis Ende 2021 können sich die Hersteller und Anbieter von Stromspeichern an der nächsten Ausgabe des Speichervergleichs der HTW Berlin beteiligen. Es bleibt spannend, das technologische Rennen ist weiterhin offen. Denn die Speicherbranche hat sich zu einem Innovator der Energiewende gemausert, wie zuvor die Solarindustrie.
pvspeicher.htw-berlin.de/speicher-inspektion-2021
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