Bereits zum sechsten Mal veröffentlicht die Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW) Berlin die Ergebnisse der „Stromspeicher-Inspektion“. Dabei wird die Energieeffizienz von Photovoltaik-Heimspeichern untersucht und mit einem System Performance Index (SPI) ausgegeben, wobei zwischen den Leistungsklassen 5 und 10 Kilowatt unterschieden wird. Erneut hätten sich viele namhafte Hersteller an dem Vergleich beteiligt, darunter BYD, Fronius, Kostal, Varta und Viessmann, erklärten die Forscher zur Veröffentlichung der „Stromspeicher-Inspektion 2023“ am Mittwoch. Erstmals seien neben etablierten Lithium-Ionen-Batteriesystem gemeinsam mit dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) auch Salzwasser- und Hochtemperaturbatterien analysiert worden. Im Vergleich seien sie jedoch deutlich weniger energieeffizient, so die Forscher.
In der Leistungsklasse 10 Kilowatt schnitt ein DC-gekoppeltes Speichersystem von RCT Power mit einem SPI von 96,4 Prozent am besten ab. Die Hybrid-Wechselrichter von Kaco und Fronius erzielten in Kombination mit den Batteriespeichern von Energy Depot und BYD in dieser Kategorie einen SPI von 95,4 Prozent. Nach Angaben der HTW Berlin entschied hierbei die zweite Nachkommastelle über die Plätze zwei und drei.
In der 5-Kilowatt-Leistungsklasse setze sich RCT Power durch. Es folgen die Speichersysteme von Fronius, Kostal, Viessmann und Varta. Sie alle hätten hohe Effizienzwerte aufgewiesen. Es handele sich dabei um die Kombination von Hybrid-Wechselrichter und Hochvoltbatterien, nur Varta sei mit einem AC-gekoppelten System vertreten.
Für das Ranking werden verschiedene Effizienzkategorien untersucht und bewertet. Das System von Varta habe so mit seinem hohen Batteriewirkungsgrad von 97,8 Prozent und einem Stand-by-Verbrauch von lediglich 2 Watt überzeugt. Als Gegenbeispiel führt die HTW Berlin an, dass ein weniger effizienter Mitbewerber in diesen Kategorien nur auf Werte von 92,9 Prozent und 51 Watt Stand-by-Verbrauch komme. Die Ergebnisse der Hersteller werden auf Wunsch auch nur anonym veröffentlicht.
RCT Power schnitt auch in den vergangenen Jahren schon immer sehr gut ab. Bei der Vorstellung der diesjährigen Ergebnisse heben die Forscher den exzellenten Wechselrichterwirkungsgrad im Entladebetrieb von 97,8 Prozent hervor. Dies sei ein neuer Bestwert, der unter anderem auf die Optimierung der Zwischenkreisregelung und die Verwendung von effizienten Siliziumkarbid-Leistungshalbleitern zurückzuführen sei. Es gab noch einen weiteren Rekord: Der Hybrid-Wechselrichter von Kaco habe eine Einschwingzeit von unter 200 Millisekunden aufgewiesen. Damit sei bei diesem Produkt die Reaktion und Anpassung auf einen neuen Leistungswert bereits beendet, bevor 14 der anderen untersuchten Systeme überhaupt auf eine Änderung der Leistung reagieren.
Rasantes Wachstum bei Photovoltaik-Heimspeichern 2022
Grafik: HTW Berlin
Die HTW Berlin hat mit ihrer neuen Studie auch noch einige interessante Zahlen zur Entwicklung des Photovoltaik-Heimspeichermarkts 2022 mitgeliefert. So seien mehr als 197.000 Heimspeicher und 269.000 Photovoltaik-Anlagen mit einer Nennleistung zwischen 2 und 20 Kilowatt neu installiert worden. Ein neuer Rekord in Deutschland. Dabei gebe es einen Trend sowohl Photovoltaik-Anlagen als auch Speichersysteme größer zu dimensionieren. Mehr als ein Viertel der neuen Photovoltaik-Anlagen wiesen so eine Nennleistung zwischen 10 und 20 Kilowatt auf. Die mittlere nutzbare Speicherkapazität der Batteriesysteme stieg nach HTW-Angaben auf 8,4 Kilowattstunden. Insgesamt seien in Deutschland mittlerweile mehr als 526.000 Heimspeicher installiert mit einer kumulierten Speicherkapazität von 4,3 Gigawattstunden.
Als klaren Trend machten die Berlin Forscher aus, dass sich Hybridwechselrichter, die den Photovoltaik-Wechselrichter und den Batterieanschluss in einem Gerät vereinen, gegenüber AC-gekoppelten Systemen immer stärker durchsetzen. Im vergangenen Jahr seien etwa drei Viertel der neu installierten Systeme DC-gekoppelt gewesen. Noch vor vier Jahren hätten AC-gekoppelte Batteriesysteme den Markt in Deutschland dominiert. Zudem setzten sich vor allem Lithium-Eisenphosphat-Batterien durch. Ihr Marktanteil habe sich binnen fünf Jahren auf knapp 70 Prozent verdoppelt.
Alternative Technologien hinken noch hinterher
Seit Jahren dominieren Lithium-Ionen-Batterien den Heimspeichermarkt. Doch es wird auch immer wieder nach alternativen, sogenannten Post-Lithium-Technologien gesucht. Daher habe die
HTW Berlin – gemeinsam mit dem KIT – in diesem Jahr erstmals auch Natrium-Ionen- und Natrium-Nickelchlorid-Systeme untersucht. Sie werden auch als Salzwasser- und Hochtemperaturbatterien bezeichnet. Die Laborergebnisse zeigten deutlich höhere Verluste bei der Speicherung als bei den bewährten Systemen. Die Speicherverluste der untersuchten Natrium-Ionen-Batterien sind um das Fünffache höher und bei den untersuchten Natrium-Nickelchlorid-Batterien sogar um den Faktor 7 höher als die von Lithium-Ionen-Batterien. Die Batteriewirkungsgrade der alternativen Technologien lagen bei 79 und 71 Prozent – verglichen zu 96 Prozent bei Lithium-Ionen-Batterien. Die Analysen hätten zudem ergeben, dass insbesondere die Natrium-Ionen-Batterien eine geringe Leistungsfähigkeit aufweisen, die zudem mit sinkendem Ladezustand annähernd linear abnimmt. So könne eine zur Hälfte entladene Natrium-Ionen-Batterie nur noch 40 Prozent der Maximalleistung abgegeben. Lithium-Ionen-Batterien können hingegen fast während des gesamten Entladevorgangs die volle Leistung zur Verfügung stellen, wie die Forscher weiter erklären.
Die HTW Berlin will mit ihrer vom Bundeswirtschaftsministerium finanziell unterstützten „Stromspeicher-Inspektion“ die Vergleichbarkeit von am Markt erhältlichen Photovoltaik-Heimspeichern verbessern. Seit 2018 haben sich insgesamt 25 Hersteller mit 71 verschiedenen Systemen dem Vergleich gestellt. In diesem Jahr sind 18 Systeme miteinander verglichen worden. Neun der elf beteiligten Hersteller stimmten einer namentlichen Veröffentlichung zu.
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Würde mich jetzt schon interessieren von welchen 2 Hersteller die Systeme kommen die hier durchgefallen sind. System H1 ist nen 10kw dc All in one Gerät, und I1 und I2 sind normale dc hybrid Wechselrichter. Bei dem All in One ist es hoffentlich keines der hier oft verbauten. Bei den Hybrid könnte es einer der Namhaften sein, die nicht aufgeführt wurden, z.B. SMA, Solaredge oder Huawei.
Das H1 System erzeugt im Vergleich zum Testsieger über 10 Jahre alleine 1700€ Mehrkosten.
Man darf nicht nur den sogenannten Batteriewirkungsgrad betrachten.
Meine 10kWh Batterie von LG Chem hatte eine „nutzbare“ Kapazität von 8,8kWh. Da ich ein AC- System habe, fallen 2x Umwandlungsverluste an.
Der Gesamtwirkungsgrad beläuft sich nach meiner Rechnung bei unserer Li- Ionenbatterie auf gerade einmal 70 Prozent.
Mehr als 5,9kWh habe ich aus der Batterie nicht entnehmen können, als diese noch neu war. Nach 5 jährigem Betrieb sind es gerade noch 5,3 kWh pro Zyklus. 84% Gesundheitsstatus zeigt das BMS noch an.
Die beworbenen 10kWh Speicher – in meinen Augen nichts als eine irreführende Werbung.
Augen auf beim speicherkauf. Es gibt 10 Kilowatt Speicher wo sie die gesamte Kapazität in einer Stunde beladen oder entladen können. Dann wird von einer c-rate von 1 gesprochen. Die lfp-technik würde ich vorziehen. Viele Hersteller können die einzelnen Zellen des Akkus überwachen und wissen genau wann was kaputt geht. Ihr Speicher wird höchstwahrscheinlich auf 75% Leistung reduziert s6z
0ein um das zu heiß werden von Zellen zu verhindern. Ihre c-rate beträgt meines Wissens 0,25. Wenn Sie eine zehn Kilowatt Peak Anlage auf dem Dach haben und es scheint im Winter eine Stunde die Sonne dann ernten Sie mir Ihre Anlage maximal 2,5 kWh in ihren Speicher und der Rest geht ins Netz oder vielleicht ins Auto. Auch beim Entladen können sie nur 2,5 kWh aus dem Akku ziehen. Wenn ihr Stromverbrauch im Haus durch den Elektroherd, die Waschmaschine und die Spülmaschine hoch ist ziehen sie trotz ihrem Speicher noch Strom aus dem Netz. Ich hätte so einen Akku mir nie gekauft, da ich mich vorher massiv schlau gemacht habe.
Hat einer eine Idee, wieso SMA wiederholt nicht dabei ist? Zu schlechte Ergebnisse? Immerhin waren sie in den ersten 3 Jahren ja vertreten gewesen. Gerade mit dem Hybrid-WechselRichter wäre dies sehr interessant gewesen. Oder blind dabei?
Weiterführend wäre, außer den technischen Daten zur Effizienz während der Laufzeit auch den CO2-Abdruck der einzelnen Batterietypen während der Gesamtlebensdauer vom ersten Produktionsschritt an und den Ressourcenverbrauch zu vergleichen.
Die Effizienz eines Speichersystems ist natürlich ein sehr wichtiges Kriterium. Gleichermaßen wichtig sind die Funktionen des dazugehöirgen Energiemanagements, in welches das Speichersystem eingebunden wird. Im einzelnen Anwendungsfall kann es durchaus sein, dass ein Speichersystem trotz geringerer Effizienz einen höheren Autarkiegrad und eine bessere Wirscthaftlichkeit ermöglicht, da z.B. das dazugehörige Energiemanagement eine effizientere Ansteuerung einer bauseits bereits vorhandenen Wärmepumpe ermöglicht. Leider fehlen im Bereich Energiemanagement praxistaugliche Standards.