Die Tesla Batterie ist eine Hochvolt Batterie. Gibt es sonst noch einen Grund, warum man sich damit beschäftigen sollte?Martin Rothert: Ja, es gibt nicht nur eine Hochvoltbatterie von Tesla sondern auch von anderen Herstellern zum Beispiel Sony in Verbindung mit Fronius oder Kostal. Eine der erste Hochvoltbatterien war die Batterie im Sunny Boy 3600 / 5000 Smart Energy. Auch diese Batterie hatte bereits 150 Volt und bildet zusammen mit dem Wechselrichter das kostengünstigste Einsteigersystem und vor allem das mit Abstand effizienteste System im Markt. Einziger Nachteil dieses Systems ist die fehlende Flexibilität und damit kann es nicht überall eingesetzt werden. Bei Haushalten mit hohem Stromverbrauch ist die Batterie häufig zu kleine und bei PV-Anlagen größer 6,5 Kilowatt ist der Wechselrichter limitiert. Genau diese Problematik löst jetzt die Kombination Tesla-Batterie und Sunny Boy Storage.
Besteht die Möglichkeit, dass Batteriesysteme insgesamt günstiger oder effizienter werden, wenn man Hochvoltbatterien einsetzt? Wenn ja, warum?
Ja, die Systemkosten können sehr deutlich gesenkt werden. Wir haben dies in der Vergangenheit bei PV-Wechselrichtern erlebt. Mit der Möglichkeit der steigenden String-Spannung wurden die PV-Wechselrichter deutlich günstiger und effizienter. Heute gibt es fast ausschließlich trafolose Photovoltaik-Wechselrichter. Ein trafoloser Hochvolt-Batteriewechselrichter kann zu mehr als 50 Prozent Kostenersparnis bei der Leistungselektronik führen, da ich den relativ teuren und schweren Trafo durch einen einfachen Hochsetzsteller ersetzen kann.
… allerdings ist es egal, ob der Hochsetzsteller in der Batterie oder im Batteriewechseltichter sitzt…
Zum zweiten sinkt bei gleicher Leistung der Eingangsstrom deutlich was zu kostengünstigeren Bauelementen führt. Alle Nachteile wie zum Beispiel eine Batterie und DC Verkabelung mit Schutzklasse II, also einer Schutzisolierung, und die notwendige Fehlerstromüberwachung können aus der PV-Systemtechnik sehr kostengünstig übernommen werden.
Die Webinarreihe mit SMA geht weiter. Am 5. Juli um 15:00 Uhr diskutieren wir mit Martin Rothert von SMA und seinen Kollegen "Verschiedene Batteriespeichersyteme: Wirkungsgrade und Kosten".Zur kostenfreien Anmeldung
Ist es nicht immer schwierig, einzelne Aspekte herauszugreifen, wenn man Vorteile herausstreichen will, weil es am Ende auf das Gesamtsystem ankommt? Ähnlich wie bei der Diskussion um AC- und DC-Kopplung – die Theorie zählt bezüglich der Effizienz des Gesamtsystems.
Ja, da haben sie natürlich recht. Jede, der sehr vielfältigen und am Markt vorhanden Systemkonstellationen haben ihre Vor- und Nachteile.
In näherer Zukunft werden aber vor allem 3 Faktoren über den Erfolg von Speichersystemen entscheiden: Erstens die Systemkosten, zweitens die Effizienz, drittens die Flexibilität. Die Flexibilität ist so wichtig, da es nicht das „Standardsystem“ für einen Markt gibt.
Der Verbrauch der Haushalte variiert in einem sehr breiten Band von 2000 Kilowattstunden pro Jahr bis zu 20.000 Kilowattstunden pro Jahr und hängt nicht nur von der Personenzahl ab, sondern auch von den individuellen Bedürfnissen, die erfüllt werden wollen. Die Photovoltaik-Anlagengröße variiert in einem ähnlich großen Bereich. Das Bedeutet nur ein auf die Bedürfnisse zugeschnittenes System kann den Kundenwunsch nach hoher Stromautarkie erfüllen, ähnlich wie wir heute sehr unterschiedliche Autos und sehr unterschiedliche Konfektionsgrößen haben.
Die Effizienz hat einen sehr großen Einfluss, da wir anders als bei PV-Wechselrichtern nicht über 2 Prozent Wirkungsgradunterschied von zum Beispiel 96 Prozent zu 98 Prozent sprechen, sondern über einen Zwischenspeicherwirkungsgrad der bei schlechten und falsch ausgelegten Systemen unter 60 Prozent liegt, aber auch wie der Sunny Boy 3600 / 5000 Smart Energy bei über 90 Prozent liegen kann. Das die Kosten wichtig sind versteht sich von selbst.
Die Tesla Batterie hat einen Hochsetzsteller, der die Spannung von Niedervolt- zu Hochvolt wandelt. Sonst ist dieser Hochsetzsteller im Wechselrichter. Ist das nicht egal?
Dies ist nicht ganz egal, da hierdurch die Entwicklung der Batterie deutlich besser entkoppelt ist von der Entwicklung der Leistungselektronik. Der Batteriehersteller kann sehr viel schneller die Batteriezellen und Module an die sehr schnelle Weiterentwicklung in diesem Bereich anpassen und muss sich nicht mit dem Wechselrichterhersteller immer absprechen. Der Wechselrichte muss auf der anderen Seite nicht ständig an die Weiterentwicklung auf der Batterieseite angepasst werden. Hierdurch ist es somit möglich beide Systeme unabhängig und schneller weiterzuentwickeln, was in einem hochdynamischen Markt ein großer Vorteil ist.
Der zweite wichtige Punkt ist, dass es keine Restriktionen mehr an die Batteriespannung gibt, was das Batteriedesign deutlich freier macht. Auch dies wird zu einer Senkung der Systemkosten führen. Zum dritten gibt es heute schon einige Hochvoltbatterien die ohne DC/DC-Steller auf der Batterieseite auskommen. Auch dies bedeutet eine signifikantes Kostensenkungspotential.
Was bedeutet es für Installateure – werden alle Hochvoltbatterien so schwer sein wie die Teslabatterie, weil die Installateure nicht mehr einzelne Module selber zusammenschalten dürfen?
Eindeutig nein. Ein Hochvoltsystem kann auch modular und deutlich leichter sein. Das hohe Gewicht der Teslabatterie liegt nicht darin begründet, dass es ein Hochvoltsystem ist. Das Gewicht wird verursacht durch ein sehr gutes und durchdachtes thermisches Management in Kombination mit der Fähigkeit, dass das System outdoorfähig ist. Dies hat den großen Vorteil, dass in Häusern ohne Keller und mit nur einem kleinen Hauswirtschaftraum ich nicht viel Platz im Haus für das System reservieren muss. Es hat aber wie alles auch einen Nachteil. Aus dem Photovoltaik-Anlagenbau wissen wir, dass es auch sehr einfach leicht sein kann eine Hochvoltsystem aus einzelne Modulen aufzubauen.
Die schriftlichen Fragen stellte Michael Fuhs
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Sehr geehrter Herr Fuhs,
ist ein Hochvoltsystem auch mit einer automatischen Netztrennung zu haben? So das der erzeugte Strom der Photovoltaikanlage, im Havariefall beim Netzbetreiber, über das Batteriesystem verbraucht werden kann?
Mit freundlichen Grüßen
Bodo Kohl