Die HTW Berlin hat die neuesten Ergebnisse ihrer „Stromspeicher-Inspektion 2021“ veröffentlicht. Insgesamt 20 Stromspeicher seien für die vierte Auflage untersucht worden. Dabei zeigte sich eine deutlich höhere Effizienz. Der bisherige Rekord sei gleich von zwei Systemen überboten worden. Dabei treten die untersuchten Speichersysteme zur Ermittlung des System Performance Index (SPI) in zwei Leistungsklassen gegeneinander an: 5 und 10 Kilowatt. Die höchste Effizienz in der kleineren Leistungsklasse erreichte der Hybridwechselrichter Fronius Primo GEN24 6.0 Plus gemeinsam mit der BYD Battery-Box Premium HVS 7.7. In der größeren Leistungsklasse stellte der Speicher Power Storage DC 10.0 von RCT Power mit einem Wert von 95,1 Prozent einen neuen Effizienzrekord auf. Knapp dahinter folgte die Kombination Fronius Symo GEN24 10.0 Plus und BYD Battery-Box Premium HVS 10.2 mit einem SPI von 94,6 Prozent, was ebenfalls noch über dem bisherigen Effizienzrekord von 94 Prozent aus den vergangenen Speicherinspektionen lag.
„Insgesamt konnten wir 13 Stromspeichersystemen eine sehr gute Systemeffizienz bescheinigen“, erklärte Volker Quaschning, Professor für Regenerative Energiesysteme an der HTW Berlin und Mitautor der Studie. Nach zwei Systemen im Vorjahr erreichten 2021 immerhin fünf Systeme die Effizienzklasse A. Acht weitere Systeme kamen in die Effizienzklasse B. Ebenfalls hervor hoben die HTW-Wissenschaftler die geringe Einschwingzeit des KACO blueplanet hybrid 10 mit lediglich 0,3 Sekunden. Zudem benötige das AC-gekoppelte System VARTA pulse 6 bei entladenem Batteriespeicher nur 2 Watt und habe somit den geringsten Stand-by-Verbrauch.
Aktuelle pv magazine Ausgabe
Mehr zu Speichersystemen finden Sie in der aktuellen pv magazine Ausgabe, die am 14. Juni erschienen ist. Auf 11 Seiten diskutieren wir Unterschiede zwischen Speichersystemen und wie Installateure diese einschätzen (Effizienz liegt auf Platz fünf im Relevanz-Ranking). Zusätzlich gibt die Übersichtstabelle mit 400 Speichersystemen Orientierung bei der Suche in unserer Online-Datenbank, die wir im Mai aktualisiert haben.
Die Forscher führen die höheren Effizienzen auf verbesserte Wirkungsgrade der Wechselrichter zurück, gerade mit dem vermehrten Einsatz der Siliziumkarbid-Leistungshalbleiter. Damit erreichten die effizientesten Systeme einen Wirkungsgrad von mehr als 97 Prozent, so die Forscher weiter. Zudem sei ein Trend zu Hybridwechselrichtern zu erkennen, die alle leistungselektronischen Komponenten in einem Produkt vereinen. Insgesamt sechs Techniktrends machten die HTW-Forscher bei ihrer Marktanalyse aus. Neben größeren Speichern, leistungsfähigeren und effizienteren Wechselrichtern und dem vermehrten Einsatz von Hybridwechselrichtern stellten sie auch flexiblere Systemkonzepte sowie vermehrt alternative Batterietechnologien zu den etablierten Lithium-Ionen-Batterien fest.
In den veröffentlichten Ergebnissen zur „Stromspeicher-Inspektion 2021“ geben die Berliner Wissenschaftler auch Tipps zur Speicherauslegung. Insbesondere beim gleichzeitigen Betrieb einer Wärmepumpe oder eines Elektroautos raten sie zur Errichtung einer möglichst großen Photovoltaik-Anlage mit einer Leistung von mindestens 10 Kilowatt. Denn eine 10-Kilowatt-Photovoltaik-Anlage, die etwa 50 bis 60 Quadratmeter des Hausdachs belegt, kann jährlich 4 bis 5 Tonnen CO2 vermeiden.
In den kommenden drei Jahren wird die Stromspeicher-Inspektion der HTW Berlin im Zuge des durch das Bundeswirtschaftsministerium geförderten Projekts „Perform“ weiterlaufen. Bis Jahresende können sich die Speicherhersteller am nächsten Performance-Vergleich beteiligen.
Der Sytem Performance Index (SPI) ist ein ökonomischer Index und ein Maß dafür, wie sehr der Speicher die Elektrizitätskosten im Vergleich zu einem idealen Speicher verringert (95 Prozent heißt, dass er 95 Prozent der Kosteneinsparung eines idealen Speichers erbringt). Man kann sich daher ungefähr ausrechnen, was ein Prozentpunkt Differenz ökonomisch bedeutet (hier für den Index für die 5-Kilowatt-Leistungsklasse).
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Ganz ehrlich: Schön zu wissen, aber nicht aussagekräftig.
Die AC Speicher werden extrem selten im optimalen Arbeitspunkt arbeiten, da:
– die Batteriespannung sich ändert
– im oberen und unteren SOC (Ladezustand der Batterie) der Lade-/Entladewirkungsgrad sich reduziert
– die Auslastung bei der Entladung i.d.R. im 100er Wattbereich sich befindet und selten mit Nennleistung gearbeitet wird.
Insbesondere der letzte Punkt verschlechtert den Wirkungsgrad (RTE – Round-trip-Efficiency) erheblich, da Nachts und bei Abwesentheit nur die Dauerverbraucher aktiv bleiben: Kühlschrank, und ggfs Truhe, Telefonanlage, Router, etc.
Beispiel: 200 W Dauerlast (entspricht 1.752 kWh/Jahr) – ein „extremer“ hoher Wert bedeutet bei einem 5 kW Wechselrichter: 4% Auslastung.
Wie wäre es mit der Entwicklung eines realistischem Standardlastprofils für den Prosumer, dann wäre einiges für die echte Vergleichbarkeit gewonnen.
Und für die Entwickler bedeutet dies, hohe Wirkungsgrade im untersten Teillastbereich ermöglichen, bei gleichzeitiger hohen Überlastgrenzen. Merke: Herd, Bratröhre, Sauna, Kärcher, Waschmaschine und Staubsauger (etc.) laufen seltenst parallel 😉
Vielleicht werfen Sie mal einen Blick in die zugrundeliegende Studie. Der SPI basiert ja auch einer realistischen Abbildung der Systeme in einer einsekündig aufgelösten Jahressimulation. Ein SPI von 95% sagt dabei schlussendlich aus, dass das reale System 95% des Nutzens im Vergleich zu einem gleich dimensionierten fiktiven & verlustfreien System aufweist, siehe letzter Ansatz des Artikels. Da ist technisch also bereits fast alles ausgereizt, was technisch möglich ist.
@Tjarko Tjaden: Auch wenn ich sekündlich rechne, aber die falschen Wirkungsgradannahmen treffe, wird das Ergebnis nicht besser.
Am Ende des Jahres lautet die Frage: Wieviel eingelagerte Energie konnte ich entnehmen ?
Und dies gerechnet auf ein beispielhaftes Haushaltslastprofil.
Und technisch ist so schnell gar nichts ausgereizt, in diesem Bereich ist noch Luft nach oben. Vgl. meine Anmerkung zur Optimierung von Wirkungsgraden im untersten Lastbereich und die Ermöglichung von hohen kurzen Überlasten.
Knackpunkt ist die „Entwicklung eines realistischem Standardlastprofils für den Prosumer“, bzw. die sekundenbruchteilgenaue Messung desselben, was Grundlage dafür ist, dass ein Speicher den Netzbezug auf Null ausregeln und somit Geld sparen kann. Ansonsten speist der Speicher zeitversetzt ein, was finanziell sinnlos ist, oder macht seinen Job nicht richtig und lässt Netzbezug zu.
Die Anzeige an meiner modernen Messeinrichtung schwankt fröhlich, ich weiß eigentlich gar nicht was in meinem Haushalt wann wieviel verbraucht und wie der (zu hohe) Stromverbrauch in Summe zustande kommt.
Dabei habe ich zur Abdeckung einer geringen Dauerlast (DSL und die übliche Elektronik) bereits ein kleines „Balkon“-PV-Speichersystem mit knapp 1 kWh, das tagsüber einige 100W, und nachts auch noch fleißig einspeist, wenn genug Sonne da war um es aufzuladen. Werde da wohl mehr Aufwand zur Verbrauchsmessung betreiben müssen bevor auf ein großes System umgerüstet wird.
Im übrigen sollten endlich die großen Speicher von E-Autos effizient per DC bidirektional mit Photovoltaik und Hausnetz gekoppelt werden, anstatt dass man sich mit überteuerten Speichersystemen abrackert, die nur 1/10 der Kapazität besitzen wie das meist tatenlos geparkte Autoimmobil.
Ein E-Auto braucht übrigens normbedingt mindestens 1,38kW bzw. 6A um über Typ2 geladen zu werden, das macht PV-Überschussladung schwierig und „Tröpfelladung“ mit geringer Leistung unmöglich. Hier müsste ein Hausspeicher zwischenpuffern, dafür sind dann mehrere Kilowatt Ausgangsleistung nötig. Besser wäre direkt über CCS 400V Hochvolt-Gleichstrom vom Dach ins Auto zu schieben um dessen verlustbehafteten AC-Bordlader zu umgehen. Derzeit aber noch unbezahlbar. VW arbeitet immerhin dran.
Im übrigen frage ich mich: wozu eigentlich noch 230V Wechselstrom im Haus? Eigentlich nur für die Waschmaschine und die Heizung. Herd und Durchlauferhitzer haben Drehstromanschluss, der Rest ist Elektronik die mit einigen Volt DC läuft und dafür viele kleine Netzgeräte hat, oder Akkuladegeräte. Umrüsten auf 12V oder 48V „Bordspannung“ würde so manches vereinfachen und eine Gefahrenquelle beseitigen.
Der Hinweis auf das Gleichstromnetz im Haus ist gut. Er scheitert im Augenblick daran, dass jedes Elektronikteil, das erstmal Gleichstrom aus dem AC-Steckdosenstrom macht, seine eigene Spannungsvorstellung hat. Standardisiert ist nur die 12V Gleichspannung in Autos oder der 5V USB-Anschluss – da gibt es jeweils viele Geräte, die damit arbeiten können. Auch die Brandgefahr im Haus würde sinken, wenn nicht jedes USB-Ladegerät sein eigenes kleines schlechtes Netzteil hat. Aber ohne sanften Druck aus der Politik, wie das z.B. mit dem Micro-USB-Stecker als Ladenorm für Handys zeitweilig ganz gut funktioniert hat, passiert da nichts. Immerhin: Ein USB-Ladenetz im Haus könnte sich heute schon lohnen. Bisher liegt die maximale Ladeleistung für Handys+Konsorten (meines Wissens) bei 50W, das ergibt dann noch mit üblichen Hausinstallationsleitungen handhabbare Stromstärken.
Was die Integration der E-Auto-Akkus in Hausnetze angeht, bin ich anderer Meinung: Für das E-Auto wären Wechselakkus die bessere Lösung. Die Akkus, die zur Aufladung in den „Tankstellen“ lagern, können dort auch Netzdienstleistungen erbringen, indem sie ihre Ladeleistung nach Stromverfügbarkeit anpassen, in ausgesprochenen Mangelsituationen auch zurückspeisen können. Diese Tankstellen würden auch wieder die Hausspeicher überflüssig machen, die ohnehin nur schwer netzdienlich betrieben werden können, und damit eine Fehlallokation von Kapital und Ressourcen darstellen.
Ich kann mir nicht vorstellen, dass RCT wirklich so effizient ist. Meine Anlage verbraucht bei dem 7.7kWh Akku in der Nacht immer knapp 5% seiner Kapazität zum selbsterhalt. Und das jede verdammte Nacht. Das ist gar nicht gut!