20 Solarstromspeicher von 15 Herstellern hat die Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin (HTW Berlin) in der vierten Auflage ihrer Stromspeicher-Inspektion unter die Lupe genommen.

 

Nicht nur die Anzahl der in Deutschland installierten Photovoltaikbatteriesysteme ist in den vergangenen Jahren deutlich gestiegen, sondern auch deren Energieeffizienz. Zu dieser Einschätzung kommt die Forschungsgruppe Solarspeichersysteme der HTW Berlin in der Stromspeicher-Inspektion 2021.

Die 20 mit dem System Performance Index (SPI) bewerteten Stromspeichersysteme sind in den Leistungsklassen 5 kWp und 10 kWp gegeneinander angetreten. Den höchsten SPI (5 kWp) erreichte mit einem Wert von 92,2 % der Hybridwechselrichter Fronius Primo GEN24 6.0 Plus gemeinsam mit der BYD Battery-Box Premium HVS 7.7.

In der größeren Leistungsklasse setzte sich das Gerät Power Storage DC 10.0 von RCT Power mit einem SPI (10 kWp) von 95,1 % durch und stellte damit einen neuen Effizienzrekord auf. Fronius, Kaco und Kostal schnitten ebenfalls mit einem hervorragenden SPI (10 kWp) ab.
 
„Insgesamt konnten wir 13 Stromspeichersystemen eine sehr gute Systemeffizienz bescheinigen“, resümiert Volker Quaschning, Professor für Regenerative Energiesysteme an der HTW Berlin und Mitautor der Studie.

Die Stromspeicher-Inspektion 2021 zeigt sechs Techniktrends im Batteriespeichermarkt auf:

• Größere Batteriespeicher: Dies ist zum einen durch die Verwendung von größeren Batteriemodulen zu erklären, zum anderen werden in einigen Produkten zunehmend größere Batteriezellen verbaut, die geringere Batteriespannungen je kWh Speicherkapazität zur Folge haben. Um die von den Wechselrichtern vorgegebene minimale Eingangsspannung zu erreichen, sind Batteriespeicher mit höheren Speicherkapazitäten erforderlich.
• Leistungsfähigere Wechselrichter: Der Einsatz von größeren Batteriezellen geht mit erhöhten Anforderungen an die Strombelastbarkeit der Batterieeingänge der Wechselrichter einher. Daher sind auch mehr leistungsfähigere Wechselrichter mit hohen Lade- und Entladeströmen erhältlich.
• Effizientere Wechselrichter: Die Forschenden begründen die häufig verbesserten Wechselrichterwirkungsgrade unter anderem mit dem vermehrten Einsatz von Siliziumkarbid-Leistungshalbleitern. Die effizientesten Systeme erreichen dadurch über einen weiten Leistungsbereich Wirkungsgrade oberhalb von 97 %. 
• Hybridwechselrichter: Solche Systeme vereinen alle leistungselektronischen Systemkomponenten in einem Gerät. Um geringe Umwandlungsverluste zu erzielen, sind Hybridwechselrichter insbesondere in Kombination mit Hochvoltbatterien vorteilhaft.
• Flexiblere Systemkonzepte: Ein DC-gekoppeltes System ist beispielsweise mit drei MPP-Trackern (Maximum Power Point) ausgestattet, sodass sich bis zu drei unterschiedlich ausgerichtete oder unterschiedlich verschattete PV-Generatoren einbinden lassen.
• Alternative Batterietechnologien: Zusätzlich zu den etablierten Lithium-Ionen-Batterien kommen vermehrt andere Batterietechnologien wie etwa Natrium-Ionen- oder Nickel-Metallhydrid-Batterien auf den Markt. Allerdings verfügen sie noch über eine relativ geringe Marktrelevanz.

In einem weiteren Schwerpunkt der Studie gehen die Forschenden häufig gestellten Fragen zur Auslegung von PV-Speichersystemen nach. Insbesondere Besitzern und Besitzerinnen von Eigenheimen mit einer Wärmepumpe oder einem Elektroauto raten sie zur Errichtung einer möglichst großen Photovoltaikanlage mit einer Leistung von mindestens 10 kWp. Denn eine solche Anlage, die etwa 50 bis 60 Quadratmeter des Hausdachs belegt, kann jährlich vier bis fünf Tonnen CO2 vermeiden. „Je mehr Solarstrom auf dem Dach produziert wird, desto größer ist auch der eigene Beitrag zum Klimaschutz“, ergänzt Prof. Quaschning. Vor diesem Hintergrund sollten alle geeigneten Dachflächen zur Produktion von Solarstrom genutzt werden.

Die Stromspeicher-Inspektion wird in den kommenden drei Jahren in dem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) geförderten Projekt „Perform“ fortgeführt. Bis Ende 2021 können sich Speicherhersteller an der nächsten Ausgabe des Speichervergleichs beteiligen.

Die Stromspeicher-Inspektion 2021  kann kostenlos als PDF von der Webseite der HTW Berlin heruntergeladen werden.