Die Energieeffizienz eines Heimspeichersystems ist nicht von außen erkennbar. Auch deshalb haben Forscher der HTW Berlin die Systeme wieder genauer unter die Lupe genommen und mit dem sogenannten System Performance Index, kurz SPI, bewertet. Der SPI ist eine Effizienzkennzahl, die Photovoltaikspeichersysteme in zwei Leistungsklassen vergleichbar macht. Er liefert auch eine Hilfestellung beim Kauf der Speichersysteme und beschreibt, wie sehr Energieverluste die finanziellen Erlöse verringern. Die Forschergruppe liefert damit eine wertvolle Orientierung.
RCT Power und Fronius erneut vorne
In der kleineren Leistungsklasse bis fünf Kilowatt setzte sich erneut der Hybridwechselrichter Fronius Primo Gen24 6.0 Plus gemeinsam mit der BYD Battery-Box Premium HVS 7.7 durch. Zum zweiten Mal in Folge überzeugte in der Leistungsklasse bis zehn Kilowatt der Power Storage DC 10.0 von RCT Power mit einem SPI von 95,1 Prozent. Somit konnte in beiden Leistungsklassen der Sieger des Vorjahres den Titel verteidigen. Insgesamt inspizierten die HTW-Wissenschaftler in der fünften Ausgabe des Stromspeichertests 21 Speichersysteme von 14 Herstellern. Neben BYD und Sonnen haben auch sieben Unternehmen mit neuen Produkten teilgenommen, darunter Fenecon, Solax und Varta. Auch Kostal belegt wieder einen Spitzenplatz mit dem Plenticore Plus 10 in Kombination mit der BYD Battery-Box Premium HVS 12.8.
Generell zeichnet sich eine positive Entwicklung ab: Während in der Stromspeicher-Inspektion 2020 nur ein System einen SPI (in der Zehn-Kilowatt-Klasse) über 93 Prozent erreichte, waren es in diesem Jahr bereits sechs Systeme. Allerdings weisen die Forschenden auch darauf hin, dass die Unterschiede zwischen den am Markt erhältlichen Geräten immer noch beachtlich sind. Im Vergleich zu den Spitzenreitern fallen die Gesamtverluste eines weniger effizienten Systems mehr als doppelt so hoch aus.
Foto: HTW Berlin
Effizienzvorteile von DC-Systemen
Im Rahmen der Stromspeicher-Inspektion hat die Forschungsgruppe Solarspeichersysteme der HTW Berlin seit 2018 bereits über 60 AC- und DC-gekoppelte Solarstromspeicher untersucht. Dabei konnten die Forschenden manche Pauschalaussagen widerlegen. Beispielsweise wird den Hybridwechselrichtern der DC-gekoppelten Systeme eine naturgemäß hohe Effizienz nachgesagt.
Die Labormessergebnisse zeigen jedoch: Die mittleren Wirkungsgrade der untersuchten Hybridwechselrichter unterscheiden sich um bis zu zwölf Prozentpunkte. „Damit DC-Systeme ihre Effizienzvorteile ausspielen können, sind sie auf hohe Batteriespannungen von mehreren Hundert Volt angewiesen“, sagt Nico Orth, wissenschaftlicher Mitarbeiter an der HTW Berlin und Mitautor der Studie.
Weshalb Speichersysteme mit geringen Verlusten vorteilhaft sind, erklären die HTW-Forscher in der Studie anhand verschiedener Beispiele: Die Simulation des Betriebsverhaltens der untersuchten Systeme in einem Einfamilienhaus zeigt, je geringer die Effizienzverluste sind, desto höher ist im Jahresmittel der Autarkiegrad. So erzielte beispielsweise das effizienteste Speichersystem einen höheren Autarkiegrad als ein um fast drei Kilowattstunden größeres, aber weniger effizientes Gerät.
Eine Analyse der Labormesswerte zeigt weitere feine, aber wichtige Unterschiede: Die nutzbare Speicherkapazität kann um bis zu 19 Prozent unter dem angegebenen Wert auf dem Datenblatt liegen. Zudem treten auch zwischen den getesteten Systemen große Unterschiede bei wichtigen Effizienzparametern auf. Der Wirkungsgrad der Lithiumakkus variiert zwischen 93,3 und 97,8 Prozent. Die mittlere Effizienz der Wechselrichter im Entladebetrieb unterscheidet sich sogar um bis zu 5,7 Prozentpunkte, haben die Forscher ermittelt.
Energieverbrauch im Stand-by
In der Praxis sei neben hohen Umwandlungswirkungsgraden auch eine präzise Regelung der Speichersysteme wichtig, betont Johannes Weniger und verdeutlicht: „Während das schnellste System Leistungsschwankungen innerhalb von 0,3 Sekunden ausgleicht, benötigt ein anderes Gerät bis zu 11,7 Sekunden.“
Ein weiterer wichtiger Wert ist der Systemverbrauch im Stand-by-Modus: Mit 71 Watt wurde im Rahmen der Studie der bisher höchste Wert im Stand-by-Modus ermittelt. Zum Vergleich: Das beste System in dieser Kategorie bezieht lediglich zwei Watt.
Foto: HTW Berlin
Hersteller haben Geräte optimiert
Dennoch bestätigen die Testergebnisse den positiven Trend: Viele Hersteller haben wichtige Stellschrauben zur Effizienzsteigerung erkannt und ihre Geräte optimiert. Von geringen Gesamtverlusten profitieren insbesondere Privathaushalte mit Wärmepumpe und Elektroauto auch noch aus einem anderen Grund. „Eine Zehn-Kilowatt-Anlage kann gemeinsam mit einem effizienten Zehn-Kilowattstunden-Speichersystem die jährlichen Stromkosten um bis zu 2.000 Euro senken“, kalkuliert Johannes Weniger, Initiator der Stromspeicher-Inspektion an der HTW Berlin.
Weiterhin zeigt die Studie die positive Entwicklung des Markts für Photovoltaik-Speichersysteme auf. Im Jahr 2021 wurden in Deutschland über 200.000 Photovoltaikanlagen mit einer Leistung bis 20 Kilowatt errichtet, mehr als doppelt so viele wie zwei Jahre zuvor.
Der Markt für Stromspeicher bis 20 Kilowattstunden entwickelte sich sogar noch rasanter und wuchs im gleichen Zeitraum um das Dreifache. Allein im vergangenen Jahr wurden über 130.000 Stromspeicher installiert. Im April dieses Jahres wurde bereits die Marke von 500.000 Geräten überschritten.
Neue Bewerbung bis 15. Dezember
Die Stromspeicher-Inspektion 2022 entstand im Rahmen des Projekts „Bewertung der Performance von Stromspeichersystemen“, das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert wird. Der SPI hat sich bereits etabliert und mehr Transparenz in den jungen Markt gebracht. An der nächsten Ausgabe des Speichervergleichs können sich wieder alle Hersteller bis zum 15. Dezember 2022 beteiligen. Doch die Konkurrenz schläft nicht. Es muss sich noch zeigen, ob RCT Power und Fronius ein weiteres Mal den Titel verteidigen können.
www.stromspeicher-inspektion.de
Foto: BYD
