Der BYD-Speicher im Performance-Vergleich: Antworten auf Teilnehmerfragen aus dem Webinar

Eigenschaften müssen in etlichen verschiedenen Kategorien abgewogen werden, will man das passendste Speichersystem für einen bestimmten Einsatz identifizieren. Dazu gehören, so Florian Blaser von EFT Systems im pv magazine Webinar am 7. Dezember, unter anderem die Sicherheit, die Langlebigkeit, die Effizienz und die Dimensionierung und Zukunftsfähigkeit. EFT Systems hat für Webinar-Initiativpartner BYD den Aftersales Service und die Beratung zum Produkt übernommen.

Bezüglich der Effizienz lassen sich Systeme anhand des System-Performance-Index vergleichen. Der BYD Hochvolt-Batteriespeicher kommt dabei auf 89 Prozent und liegt damit geringfügig über dem der anderen Geräte im pv magazine Speichervergleich. Diese Prozentzahl gibt an, dass der Speicher für einen definierten Standard-Einsatz 89 Prozent der ökonomischen Vorteile auch tatsächlich erwirtschaftet, die theoretisch bei einem verlustfreien und identisch dimensionierten Speicher möglich wären. Beim getesteten System mit zehn Kilowattstunden sind das 1.052 von 1.181 Euro pro Jahr, wie Johannes Weniger von der Arbeitsgruppe Solarspeichersysteme an der HTW-Berlin, der den Index mit seinen Kollegen entwickelt hat, im Webinar vorrechnete. Das ist ein guter Wert.

Im folgenden finden Sie schriftliche Antworten der beiden Experten auf wichtige Fragen und auf solche, die im Webinar nicht mehr behandelt werden konnten.

Hier können Sie die Präsentationen herunterladen und das Webinar nachsehen.

Antworten auf Teilnehmerfragen

Das Speichersystem von BYD B-Box HV 10.2 wurde im Zusammenspiel mit SMA Wechselrichtern getestet. Welche anderen Wechselrichter sind kompatibel?

Florian Blaser: Als nächstes wird die Kompatibilität mit einem Batteriewechselrichter von Kostal bekannt gegeben. Weitere Wechselrichter werden folgen, unter anderem um die 10 Kilowatt Lade- und Entladeleistung den B-Box HV 10.2 zu nutzen. Außerdem können mit der Parallelschaltung deutlich größere Systeme aufgebaut werden. Die Niedervolt (48 Volt) B-BOX ist mit SMA-, Victron-, Goodwe- und Solax-Wechselrichtern kompatibel. Hier lassen sich auch heute schon sehr hohe Leistungsklassen – gerade für gewerbliche Anwendungen – hervorragend abdecken.

Wie würde sich der Einsatz anderer Wechselrichter im System Performance Index auswirken?

Johannes Weniger: Bei der AC-Anbindung des Batteriespeichers beeinflusst sowohl die Wahl des Solarwechselrichters als auch die Wahl des Batterieumrichters die Gesamteffizienz. Ist beispielsweise der Wirkungsgrad des Solarwechselrichters um zwei Prozentpunkte über den gesamten Leistungsbereich verringert, reduziert dies den System Performance Index um rund einen Prozentpunkt (siehe „Vergleich verschiedener Kennzahlen zur Bewertung der energetischen Performance von PV-Batteriesystemen„). Im Vergleich zum Solarwechselrichter fällt der Energiedurchsatz durch den Batterieumrichter in der Regel geringer aus. Dadurch wirkt sich die Änderung des Batterieumrichter-Wirkungsgrads um den gleichen Betrag weniger stark auf den System Performance Index aus.

Gibt es bei Hochvoltspeichern besondere Anforderungen zum Aufstellungsort?

Florian Blaser: Die generellen Anforderungen an den Aufstellungsort unterscheiden sich nicht zwischen Niedervolt und Hochvoltbatterie. Jede B-BOX hat einen Einsatztemperaturbereich von minus 10 Grad Celsius bis plus 50 Grad Celsius, sodass eine sehr hohe Widerstandsfähigkeit und große Flexibilität beim Aufstellungsort gewährleistet sind. Die B-BOX HV hat darüber hinaus sogar eine Schutzklasse von IP55.

Kann solch ein Speicher brennen oder explodieren, besteht ab einer bestimmten Temperatur Explosionsgefahr, und wie kann man im Notfall löschen?

Florian Blaser: Allgemein ist es ein Vorteil von Li-Batterien, dann man Brände mit Wasser löschen könnte. Damit Brände aber grundsätzlich ausgeschlossen sind, gibt es Initiativen wie den Sicherheitsleitfaden Li-Ionen Hausspeicher, in dem Ende 2014 Sicherheitsanforderungen beziehungsweise Schutzziele aufgelistet und zusammengefasst wurden. Dieser Leitfaden stellt eine Empfehlung für die Branche dar und versuchte die Lücke zu schließen, die sich durch die noch fehlenden Normen ergibt. Er stellt die höchsten Sicherheitsanforderungen an das System. Hersteller, die sich an diese im Leitfaden definierten Anforderungen halten stellen sicher, dass selbst bei Fehlern kein unsicherer Zustand auftritt. Die Sicherheitsanforderungen und Normen werden hier auch ständig weiter entwickelt.

Die B-BOX ist bisher einer der wenigen Speichersysteme, welches diesem Leitfaden und allen darin enthaltenen Normen entspricht und dies auch durch extern und unabhängig durchgeführte Tests bestätigen lassen konnte. Damit ist auch die Sicherheit auf Systemebene gewährleistet.

Zudem gilt auch die in der B-BOX verwendete Zellchemie – Lithium-Eisenphosphat – als extrem sicher und als die für Lithium-Speicher insgesamt sicherste Chemie. Die Batteriezellen in der B-BOX werden auch in Elektrofahrzeugen eingesetzt. Dort gelten die Normen der Automobilindustrie, die für ihre besonders hohen Standards bekannt ist. Dazu gehört die Grundvoraussetzung, dass es zu keinerlei Brand oder Explosion kommen kann, was in weiteren zahlreichen Tests und Normen bestätigt wird.

Die B-Box ist modular aufgebaut, wie lange darf man das System mit neuen Modulen erweitern und in wie fern wird die Leistung der neuen Batteriemodule durch die Degradation der älteren Batteriemodule beeinträchtigt? Wieviel Jahre garantiert BYD die Nachrüstmöglichkeit der Batteriemodule?

Florian Blaser: Die B-BOX kann jederzeit erweitert werden. Das war einer der Kernpunkte aus dem Feedback vom Markt, das bei der Entwicklung berücksichtigt wurde. Denn zuvor haben viele Anwender den Kauf eines Speichers gescheut, da sie sich nicht sicher waren, welche Größe sie in Zukunft (zum Beispiel beim Einbinden neuer Energiesysteme oder eines Elektrofahrzeugs) benötigen würden.

Die Leistung ist von der späteren Erweiterung unabhängig – hier ist immer die volle Leistung einer Konfiguration abrufbar. Jedoch muss man bei der Kapazität darauf achten, ob durch eine Serienschaltung oder eine Parallelschaltung erweitert wird. Bei unseren Batterien kann in Parallelschaltung (bei den 48 Volt-Batterien oder mehreren HV-Türmen) jederzeit erweitert werden und es ist immer die volle Kapazität – vom neuen und alten Modul – nutzbar. In Serienschaltung (innerhalb eines HV Turmes) hätte das neue Modul die gleiche Kapazität wie die alten Module – es kann aber auch jederzeit erweitert werden. Hierbei wird BYD die Batteriemodule für mindestens 10 Jahre weiter produzieren, um auch die Verfügbarkeit dieser für eine Nachrüstung zu gewährleisten.

Speicher unterscheiden sich wie gehört nicht nur bezüglich der Effizienz. Ist die richtige Vorgehensweise, zuerst das passende relevante System zu ermitteln und dann die in Betracht kommenden Systeme mit ähnlicher Leistung und Kapazität über den System Performance Index zu vergleichen?

Johannes Weniger: In der Tat sollte man sich zunächst mit der Frage auseinandersetzen, welche Systemkonfiguration zu der Photovoltaik-Anlage und zum eigenen Stromverbrauch passt. Hilfreich bei der Suche nach der geeigneten Speicherkapazität sind dabei Onlinetools wie zum Beispiel der Unabhängigkeitsrechner. Steht die gewünschte Speichergröße fest, kann man sich im Anschluss auf die Suche nach einem effizienten System machen. Der System Performance Index erleichtert den Effizienzvergleich von verschiedenen Systemen, da er alle Effizienzparameter in einer Kennzahl vereint.

Ein Argument für Hochvolt-Batteriespeicher ist die im Vergleich zu 48-Volt-Systemen theoretisch deutlich bessere Effizienz. Warum ist die Performance-Differenz in der Testmessung dann vergleichsweise gering?

Johannes Weniger: Die bessere Umwandlungseffizienz der Leistungselektronik bei höherer Batteriespannung lässt sich auch in den Testergebnissen nachweisen: Die Umwandlungsverluste des Hochvolt-Batterieumrichters fallen im Vergleich zum Niedervolt-Batterieumrichter um rund 20 Prozent geringer aus. Dieser Effizienzvorteil geht bei dem konkreten Hochvolt-System (BYD B-Box H 10.2 und SMA Sunny Boy Storage 2.5) jedoch durch erhöhte Einbußen aufgrund der Begrenzung der Lade- und Entladeleistung auf 2,5 kW wieder verloren. Bei Batterieumrichtern mit höherer Leistung sollte der Effizienzvorteil der Hochvolt-Systemlösung demnach noch größer ausfallen.

Eigentlich müsst ja statt der zehn-Kilowattstunden-Batterie eine B Box H 6.4 mit 6,4 Kilowattstunden im Effizienzvergleich mit den Niedervoltsystemen gemessen werden, die auch ungefähr diese Größe haben. Das kleinere System hat weniger in Reihe geschaltete Batteriemodule als die zehn-Kilowattstunden-Variante und daher eine niedrigere Spannung. Dadurch würde das System doch deutlich schwächer im Effizienzvergleich ausfallen, oder?

Johannes Weniger: Im Webinar wurden die Testergebnisse für das Hochvolt-System sowohl mit 10 Kilowattstunden als auch mit 6,4 Kilowattstunden vorgestellt: Der System Performance Index liegt bei 89,0 Prozent beziehungsweise bei 89,2 Prozent. Für diese Differenz sind verschiedene Effekte verantwortlich. Einerseits verbessert sich das Verhältnis der maximalen Batterieumrichterleistung zur Speicherkapazität von 0,25 kW/kWh (10-Kilowattstunden-System) auf 0,4 kW/kWh (6,4- Kilowattstunden-System). Das macht sich in geringeren Dimensionierungsverlusten des Batterieumrichters bemerkbar. Andererseits hat die niedrigere Batteriespannung beim kleineren System erwartungsgemäß höhere Umwandlungsverluste im Batterieumrichter zur Folge.

Der System Performance Index des Hochvolt-Systems (6,4 kWh) liegt mit 89,2 Prozent um 0,9 Prozentpunkte über den Ergebnissen der Niedervolt-Systemlösung (4,4 Kilowattstunden) (siehe pv magazine Speichervergleich). Dieser Performance-Unterschied ist letztendlich auch auf die geringeren Leerlauf- und Standby-Verluste des Hochvolt-Batterieumrichters zurückzuführen.

Welche Möglichkeiten gibt es, den Speicher ein- und dreiphasig zu nutzen?

Florian Blaser: Die Batterie an sich kann beides ohne Probleme unterstützen. Hier kommt es auf die Leistungselektronik, also den Wechselrichter an, welcher verwendet wird. Die B-BOX HV kann zum Beispiel mit SMA einphasig und mit Kostal 3-phasig eingesetzt werden.

Wann wäre es aus Ihrer Sicht sinnvoll, Ihre Batterie dreiphasig einzubinden? Das ist ja eigentlich nicht einmal in Kombination mit Wärmepumpen relevant, da der Stromverbrauch über alle Phasen saldierend abgerechnet wird und es daher selbst dann als Eigenverbrauch zählt, wenn der Speicher auf der einen Phase in das Netz einspeist und die Wärmepumpte auf der anderen Phase Strom zieht.

Florian Blaser: Dies lässt sich pauschal schlecht sagen und muss im Einzelfall geprüft werden. Ab einer gewissen Leistung wird ein 3-phasiges System nötig, da man zunächst sicherstellen muss, dass die Phasenschieflast eingehalten wird. Hier darf in Deutschland höchstens eine Schieflast von 4,6 kVA pro Phase auftreten. Im Privathaushalt reichen jedoch meistens Wechselrichter mit einer geringeren Leistung aus, sodass hier in den meisten Fällen auch 1-phasige Geräte eingesetzt werden können.

Wiese geben Sie keine Zyklenlebensdauer an?

Florian Blaser: Diese Größe ist – wie früher die Effizienz – nicht vergleichbar genormt und daher wenig bis gar nicht aussagekräftig. Wir wissen, dass die Zyklenlebensdauer oft für Berechnungen und Auslegungen verwendet wird. Wir halten dies jedoch für falsch, da man Speichersysteme mit diesem Parameter aktuell nicht vergleichen kann.

Die Lebensdauer hängt außerdem auch von der kalendarischen Lebensdauer des Speichers ab. Es ist also ein komplexes Zusammenspiel von Zyklenlebensdauer und kalendarischer Lebensdauer, wobei die Zyklenlebensdauer alleine keinen wirklichen Mehrwert bringt.

Bei der Zyklenlebensdauer beziehungsweise generellen Lebensdauer müssen wir uns keineswegs verstecken. Das Besondere an BYD ist, dass BYD die extrem lange Lebensdauer von den eingesetzten Lithium-Eisenphosphat Batteriezellen auch schon an praktischen Anwendungen zeigen und nachweisen kann. Denn diese sind beispielsweise auch in Elektrofahrzeugen von BYD bereits viele Jahre im Einsatz und können dort extrem hohe Laufleistungen nachweisen.

Wir könnten also ebenfalls sehr hohe Zyklenzahlen auf die Datenblätter schreiben, finden diese Angabe aber bei der aktuellen Marktlage eher verwirrend für den Kunden und in keiner Weise hilfreich.

Welche Art der Garantie geben Sie (Zeitwertersatz- oder Vollkostengarantie)?

Florian Blaser: BYD garantiert einen funktionsfähigen Batteriespeicher für 10 Jahre oder den Anfangswert der Batterie. Als funktionsfähiger Speicher gilt ein Gerät, das noch mehr 80 Prozent der angegebenen nutzbaren Kapazität besitzt.

Welches Absatzziel hat BYD für seine Hochvolt-Batteriespeicher nächstes Jahr in Deutschland, welches für die Niedervoltsysteme?

Florian Blaser: BYD strebt einen Marktanteil von rund 15 Prozent in Deutschland an. Dabei rechnen wir mit einem Anteil an unserer verkauften Stückzahl von etwa einem Drittel an Niedervolt-Systemen und zwei Dritteln an Hochvolt-Batteriespeichern.

Wir hören in letzter Zeit immer wieder, durch das Wachstum bei der Elektromobilität gäbe es Versorgungsengpässe bei den stationären Speichern. Wie wirkt sich das auf Lieferbarkeit und Verfügbarkeit des Hochvolt-Speichers aus?

Florian Blaser: BYD ist Zellhersteller und stellt somit die Batteriezellen, die in der B-BOX eingesetzt werden, selbst her. Damit ist BYD auch nicht auf Zulieferer angewiesen und kann sich selbst versorgen. Das Wachstum in der Elektromobilität sowie bei stationären Speichern ist hierbei eingeplant und wird durch neue Zellfabriken abgefangen. Außerdem wird bei Versorgungsengpässen häufig auf die Knappheit und Problematik des Rohstoffs Kobalt verwiesen. In den Lithium Eisenphosphat Batteriezellen, welche in der B-BOX eingesetzt werden, wird aber überhaupt kein Kobalt eingesetzt. Damit entgehen wir der Problematik mit diesem (auch ansonsten problematischen) Rohstoff.