Zur EES Europe in München gaben Wissenschaftler Tipps zur Auswahl der richtigen Batterie. Denn ihre Effizienz bestimmt maßgeblich die Wirtschaftlichkeit der Investition.
Und wer sind wir?“, fragt der Mitarbeiter eines Batterieherstellers. „Welches Gerät soll es denn sein?“, fragt Wissenschaftlerin Nina Munzke zurück. Na eines, wo alle oder die meisten Werte grün sind, antwortet der Standbesucher des Karlsruher Instituts für Technologie, kurz KIT.
Die Leiterin der Abteilung Competence E muss lächeln, etwas mehr Demut sei durchaus angebracht, schiebt sie süffisant nach. Nina Munzke steht an einem Tisch, der so aussieht, als sei er von Google gesponsert. Die Farben Grün, Gelb und Rot veranschaulichen dabei ein Ampelsystem, das sich die Wissenschaftler ausgedacht haben.
Alle Angaben sind anonymisiert, welche Firma oder Marke wie abgeschnitten hat, ist nicht ersichtlich. Der Ampeltisch zeigt aber, wie 16 Heimspeicher unterschiedlicher Hersteller in verschiedenen Teilbereichen abschneiden. Vier weitere Geräte von anderen Herstellern hat das KIT bereits zusätzlich vermessen.
Überprüfbare Kriterien für Effizienz
Über eine kurze Checkliste mit sechs Kennzahlen kann die Effizienz und Leistung eines Speichers eingestuft werden. Denn der Markt mit rund 50 verschiedenen Herstellern von Heimspeichern ist unübersichtlich und die Angaben aus vielen Datenblättern sind erklärungsbedürftig. Für Batteriehersteller ist es wichtig, einfache, überprüfbare und unabhängige Kriterien an die Hand zu bekommen. So wie mit der KIT-Checkliste.
Erster Punkt auf der Liste: „Der Batteriewirkungsgrad der 16 Geräte liegt zwischen 78 und 98 Prozent“, berichtet Munzke. Das ergibt eine enorme Spannbreite von 20 Prozentpunkten. „Dabei haben wir nicht auf Angaben in den Datenblättern vertraut, sondern die Kennzahlen im realen Betrieb eines Referenzhaushalts ermittelt“, betont die Wissenschaftlerin.
Performance bei Teillast
Die Effizienz der Leistungselektronik ist die zweite Kennzahl. Hier spielen die Leistungsflüsse der solaren Direkteinspeisung sowie das Laden und Entladen der Batterie eine Rolle. Die Messergebnisse zeigen, dass vor allem beim Entladen die Leistung meist unter einem Kilowatt bleibt. „Der Wirkungsgrad in Teillast spielt also eine entscheidende Rolle“, sagt Munzke. Drittens zeigt der Eigenverbrauch Werte zwischen unter drei und 72 Watt, je nach Ladezustand der Batterie. Viertens wurde die Reaktionszeit auf geänderte Verbräuche oder Erzeugung erhoben. Die sogenannte Totzeit, also die Zeit, die ein System braucht, um auf Änderungen zu reagieren, liegt zwischen 0,2 und 21,7 Sekunden. Die Zeiten, bis sich das System neu ausgeregelt hat, betragen 1,5 bis knapp 72 Sekunden. Die Spannbreite ist wieder enorm.
Die fünfte Kennzahl liefert den Wirkungsgrad des Gesamtsystems, wieder im realen Betrieb. Sie umfasst die zuvor genannten Kennzahlen und stellt das Verhältnis zwischen selbst verbrauchten und eingespeisten Kilowattstunden zur erzeugten Energie dar. Ergebnis: Die Heimspeicher liegen zwischen 78 und 94 Prozent. „Zwei der Hersteller sind komplett rot markiert und aus Sicherheitsgründen nicht zu empfehlen“, resümiert Munzke. Ein weiterer hat den Teststand des KIT abgeschossen. Aufgrund fehlender elektromagnetischer Verträglichkeit, kurz EMV, konnten keine Werte ermittelt werden.
Intelligent die Mittagsspitze kappen
Der letzte Punkt erfasst, ob eine intelligente Ladestrategie vorliegt. Das bedeutet, dass die Solarstromproduktion aus der Mittagsspitze in den Speicher verschoben wird. Das war bei vier der Speicher der Fall, die Quote liegt also bei 25 Prozent. Denn eine intelligente Strategie verhindert, dass der Speicher zu früh vollgeladen ist. Denn wenn sich Lithiumakkus über eine längere Zeit in einem sehr hohen Ladezustand befinden, altern sie einfach schneller – das muss man wissen. Zusätzlicher Vorteil: So ein Speicherverhalten fördert die Netzstabilität und sogt für eine bessere Integration des Sonnenstroms. (Niels Hendrik Petersen)
