Seit 2018 hat die HTW Berlin bereits über 90 Batteriespeichersysteme bewertet. In der diesjährigen Inspektion haben die Berliner Forscher 22 Solarstromspeicher genauer unter die Lupe genommen. Neu im Test waren acht Geräte – unter anderem von Fox ESS, Fronius, Kostal und Sax Power. Und der letztgenannte Hersteller lieferte direkt ein sehr gutes Ergebnis ab.
Sax Power: 98 Prozent Wirkungsgrad
„Das Speichersystem von Sax Power mit der sogenannten Multi-Level-Technologie hat sogar die Hürde von 98 Prozent bei mittlerem Wirkungsgrad im Entladebetrieb geknackt“, sagt Johannes Weniger, Experte für Solarstromspeicher. Was das System Home Plus von üblichen Batterie- und Hybridwechselrichtern unterscheidet: Jeder Batteriezellstrang ist mit einem eigenen Leistungsschalter ausgestattet. Die 24 im Gerät verbauten Batteriezellstränge können dadurch individuell im Bruchteil einer Sekunde zu- und abgeschaltet werden.
Am Ausgang des Batteriesystems überlagern sich die Spannungen der aktivierten Zellstränge zu einer sinusförmigen Wechselspannung. Gegenüber herkömmlichen Wechselrichtern ermöglicht das Multi-Level-Konzept geringere Umwandlungsverluste im Lade- und Entladebetrieb. Über den gesamten Arbeitsbereich erzielt das AC-gekoppelte Batteriesystem Sax Power Home Plus die höchsten bisher in der Stromspeicher-Inspektion ermittelten Wirkungsgrade. Die photovoltaik hat das System bereits mehrfach im Video vorgestellt.
Im Gegensatz zu AC-gekoppelten Batteriesystemen sind bei DC-gekoppelten Systemen alle leistungselektronischen Komponenten im Hybridwechselrichter vereint. Einer der 18 getesteten Hybridwechselrichter erreichte auf dem Prüfstand im Ladebetrieb lediglich einen mittleren Wirkungsgrad von nur 92 Prozent, berichtet Weniger. Folglich gehen acht Prozent der Solarleistung beim Laden der Batterie als Abwärme im Hybridwechselrichter verloren.
Kostal: Ladeeffizienz von 98,2 Prozent
Bei diesem weniger effizienten Gerät fallen die Umwandlungsverluste um mehr als das Vierfache höher aus als beim Spitzenreiter Plenticore G3 M 10 von Kostal. „Die IMS-Leiterplattentechnologie ermöglicht es uns, die Abwärme der Siliziumkarbid-Leistungshalbleiter auf der Platine besser abzuführen“, erklärt Andreas Forck, Manager R&D PV Electronics bei Kostal. Dadurch konnte eine höhere Leistungsdichte auf gleichem Raum realisiert werden. „Durch geringere Bauteiltemperaturen unserer Batterieanbindung sinken die Umwandlungsverluste in unserem neuen Hybridwechselrichter“, sagt Forck.
In Datenblättern sind in der Regel nur die maximalen Wirkungsgrade der Wechselrichter zu finden. Diese Werte bestimmen die Hersteller in unterschiedlichen Betriebspunkten unter idealen Prüfbedingungen. Die Berliner Forscher kritisieren das: Denn die Stromspeicher-Inspektion 2025 zeigt, wie stark die Wirkungsgradangaben der Hersteller von den Labormesswerten abweichen. Zwei anonym teilnehmende Hersteller geben auf ihren Datenblättern einen um zwei Prozentpunkte zu hohen maximalen Wechselrichterwirkungsgrad an. „Die Maximalwerte auf den Datenblättern suggerieren geringe Umwandlungsverluste, die im Betrieb jedoch selten erreicht werden“, erläutert Nico Orth, wissenschaftlicher Mitarbeiter an der HTW Berlin.
HTW fordert verlässliche Datenangaben
Ein Beispiel: In der Nacht liegt der Strombedarf von Einfamilienhäusern häufig nur bei 100 Watt. Ein weniger effizientes System, dessen maximaler Wirkungsgrad auf dem Datenblatt mit über 98 Prozent angegeben ist, erreicht in diesem Betriebspunkt einen Umwandlungswirkungsgrad von lediglich 54 Prozent. Der Batteriespeicher muss folglich 186 Watt (DC) bereitstellen, damit 100 Watt (AC) bei den Verbrauchern im Haus ankommen. Auch die Angaben der Hersteller zum Energieinhalt der Batteriespeicher sind in zwei Drittel der untersuchten Fälle zu optimistisch: „Bei vier Geräten lag die im Labor ermittelte nutzbare Speicherkapazität sogar um mehr als sechs Prozentpunkte unter dem Wert des Datenblatts“, berichtet Orth.
Smartes Laden bringt deutliche Vorteile
Bei der Bewertung mit dem System Performance Index, kurz SPI, verteidigen die Hybridwechselrichter der Hersteller RCT Power, Energy Depot, Fronius und Kostal ihre Spitzenposition. Die Forschungsgruppe Solarspeichersysteme bewertete die Energieeffizienz der Geräte in den zwei Leistungsklassen fünf und zehn Kilowatt. Zehn Systemen attestierten die Forscher die höchste Effizienzklasse A. Neben den europäischen Anbietern sind lediglich die Hersteller Goodwe und Fox ESS unter den Spitzenreitern vertreten.
In einem zweiten Test schauten sich die Forscher von HTW und dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) erstmals auch das Energiemanagement an. Die Hersteller Fenecon, Kostal, Sonnen, RCT Power sowie zwei anonym teilnehmende Unternehmen haben ihr Energiemanagement testen lassen. Das Energiemanagement optimiert auf Basis von Prognosen der Solarstromerzeugung und des Stromverbrauchs die Batterieladung im Tagesverlauf.
Ertragsverluste von unter zwei Prozent
Hierzu müssen neu errichtete Anlagen ihre Einspeiseleistung ins Stromnetz in den Mittagsstunden pauschal limitieren – falls sie sich nicht durch den Netzbetreiber drosseln lassen. „Ohne ein intelligentes Energiemanagement gehen durch die neue Einspeisegrenze jedoch bis zu acht Prozent des jährlichen Solarstromertrags verloren“, berichtet Johannes Weniger von der HTW. Mit einem Batteriespeicher und einem prognosebasierten Energiemanagement ließen sich die Verluste durch Abregelung auf unter zwei Prozent reduzieren.
Zahlreiche Hersteller behaupten, dass ihre Solarstromspeicher prognosebasiert laden können. Bisher fehlte ein jedoch ein unabhängiger Vergleich, der die Qualität der verschiedenen Energiemanagementstrategien bewertet, betont Weniger. Um die Qualität der Prognosealgorithmen überhaupt bewerten zu können, wurden die Heimspeichersysteme mit und ohne intelligentes Energiemanagement betrieben.
Sechs Systeme wurden unter identischen und realen Testbedingungen parallel auf den Prüfständen des KIT vermessen. „Die Herausforderung des Tests war es, auch Stromspeicher vermessen und bewerten zu können, die Online-Wetterprognosen in ihr Energiemanagement einbinden“, erläutert Robert Schreier, Wissenschaftler am KIT. „Dafür haben wir die Speichersysteme dem Erzeugungsprofil einer Photovoltaikanlage mit acht Kilowatt Leistung auf Basis von Echtzeitmesswerten ausgesetzt.“
Bis zu zehn Prozentpunkte mehr Ertrag
Die Heimspeicher des Unternehmens Sonnen erhalten einmal stündlich von einem zentralen Server einen aktualisierten Ladefahrplan, der auf externen Wetterprognosen beruht. Zwei weitere Unternehmen, die anonym bleiben möchten, nutzen ebenfalls Onlineprognosen.
Im Gegensatz dazu kommt das Energiemanagement der Hersteller Fenecon, Kostal und RCT Power ohne Internetverbindung aus. Diese drei Unternehmen planen die Batterieladung bis zum Sonnenuntergang auf Basis der im Haus erfassten Leistungsmessdaten.
Auch ohne externe Wetterprognosen einzubinden, reduzierten die Hersteller Fenecon, Kostal und RCT Power durch ihre prognosebasierten Batterieladestrategien während des Testzeitraums im Juni 2024 die Abregelungsverluste um vier bis sieben Prozentpunkte. Bei den Systemen mit Onlineprognosen waren diese Unterschiede im Vergleich mit zwei bis zehn Prozentpunkten deutlich größer.
Das Fazit: Die Einbindung von über das Internet bezogenen Wetter- oder Solarstromprognosen ist kein Qualitätsgarant für ein sehr gutes Energiemanagement.
