Kostal und RCT Power führen im HTW-Speichereffizienzvergleich

Im Effizienzvergleich der HTW-Berlin führt ein Batteriespeichersystem von Kostal und BYD mit einem SPI-Index von 91,4 Prozent vor RCT Power mit 90,7 Prozent. Auf den nächsten Plätzen folgen Geräte von SMA und Sonnen. Das schlechteste System im Vergleich hat einen Wert von 83,7 Prozent. Der Index, der auch schon Grundlage des pv magazine Speichervergleichs war, beschreibt das Verhältnis der mit dem System real erreichbaren Kosteneinsparung im Vergleich zu der mit einem idealen System gleicher Größe ideal möglichen Kosteneinsparung. Die Differenz kommt zustande, weil in den Systemen verschiedene Verlustmechanismen wirken.

Die Studie verschafft den umfassendsten Einblick in die Effizienz von Batteriespeichern, den es bisher gibt. Allerdings unterziehen sich nicht viele Hersteller freiwillig dem Vergleich. Die HTW-Experten haben 60 Anbieter von Batteriespeichersystem angefragt, ihnen die notwendigen Daten zu schicken, die den Anforderungen im Effizienzleitfaden entsprechen. Zehn Anbieter haben Daten zu 16 Systemen geschickt, die in den Vergleich passen. Fünf dieser Anbieter haben am Ende der Veröffentlichung zugestimmt. Damit ist die Teilnahmequote noch gering.

„Die fehlende Transparenz ist als absolut ungenügend zu bewerten“, kommentiert daher Thomas Seltmann, Referent Photovoltaik der Verbraucherzentrale NRW. „Verbraucher sollten die Möglichkeit bekommen, die Produkte, für die viel Geld bezahlen, einigermaßen zu bewerten.“

So betonten die bei der Vorstellung der Studie anwesenden Experten auch, dass es vermutlich noch etliche Systeme gebe, die schlechter abschneiden als das System, das in der Studie den letzten Platz belegt. „Wir müssen sehen, was wir heute nicht sehen“, sagt Martin Rothert von SMA. Die Firmen, die noch nicht gelistet seien, hätten durchaus gewichtige Marktanteile.

Bedeutung des Index

Der SPI, das Kürzel steht für „System Performance Index“, ist ein ökonomischer Parameter, der Netzbezug und Netzeinspeisung eines Haushaltes berücksichtigt. Solaranlage und Batteriespeicher führen dazu, dass der Netzbezug verringert wird und teilweise sogar Strom in das Netz eingespeist wird. Das führt zu einem Kostenvorteil. Durch die Verluste, die im Solar-, im Batteriewechselrichter und in der Batterie entstehen, verringert sich die Einspeisung und es erhöht sich der Netzbezug, so dass der Kostenvorteil kleiner wird. Der SPI wird berechnet, indem die Energieflüsse in einem Modelhaushalt auf Basis der Angaben, wie sie im Effizienzleitfaden definiert sind, simuliert werden.

Mit dem Siegersystem Kostal Plenticore plus 5.5 in Kombination mit einer 10-Kilowattstunden BYD-Batterie sind im Idealfall 1.250 Euro Kosteneinsparungen pro Jahr möglich. Der SPI von 91,4 Prozent besagt, dass von den idealen Kosteneinsparungen im Modellhaushalt 91,4 Prozent erreicht werden können, also rund 1.140 Euro.

Ein Prozentpunkt weniger beim SPI entspricht also etwa 12 Euro weniger Einnahmen pro Jahr, erklärt Johannes Weniger, der die Untersuchung zum SPI in der Arbeitsgruppe Batteriespeicher an der HTW durchgeführt hat. Grafik 2 zeigt die ideale und reale Kosteneinsparung, die mit den untersuchten Systemen pro Jahr möglich sich.

12 Euro pro Prozentpunkt SPI bedeuten rund 100 Euro weniger Kosteneinsparung pro Jahr, die zwischen dem besten und dem schlechtesten System liegen. Das hört sich nicht nach so viel an. Doch es gibt einige Argumente, die dafür sprechen, dass der Parameter trotzdem sehr relevant ist.

In einer Hochrechnung auf zehn Jahre entsprechen 100 Euro im Jahr 1.000 Euro in 10 Jahren, die ein Batteriespeicher voraussichtlich im Einsatz ist. Bei Speicherkosten von derzeit oft 1.000 Euro pro Kilowattstunde Kapazität macht das immerhin 10 Prozent der Investitionskosten aus (bei 10 Kilowattstunden Kapazität). Da die Preise für die Systeme werden weiter sinken werden, steigt relativ gesehen die Relevanz der Effizienz. 500 Euro pro Kilowattstunde sind durchaus schon in Aussicht, so die Ansicht von Experten bei der Studienvorstellung. Wenn ein System 2.000 bis 5.000 Euro kostet, sind die finanziellen Verluste durch die Effizienzunterschiede noch signifikanter als heute.

Größere Speicherkapazität lohnt nicht immer

Ein anderes Argument, das die Relevanz der Effizienzdiskussion unterstreicht, entspringt dem direkten Vergleich der Leistungsfähigkeit der Systeme in Abhängigkeit der Speicherkapazität. Viele Käufer motiviert die Aussicht auf eine bestimmte Autarkie zum Kauf der Systeme. Das System von RCT Power, in Grafik 3 mit „G1“ bezeichnet, hat ungefähr eine nutzbare Speicherkapazität von 5,3 Kilowattstunden und resultiert im Modellhaushalt in einem Netzstrombezug von 2.200 Kilowattstunden im Jahr. Das System „D1“ hat eine nutzbare Speicherkapazität, die zwei Kilowattstunden darüber liegt. Käufer würden sich eventuell für das größere System entscheiden, da der Autarkiegrad damit höher liegen sollte. Doch weit gefehlt. Die Analyse zeigt, dass der Netzstrombezug 200 Kilowattstunden im Jahr höher liegt als mit dem kleinerem RCT-System. Der Vergleich zeigt: größere Batterie bedeutet nicht automatisch mehr Autarkie. „Beim Speicherkauf muss man also nicht nur auf die Größe, sondern auch auf die Effizienz achten“, sagt Johannes Weniger.

Allerdings lassen sich die Ergebnisse dieser Studie nicht auf alle Systeme verallgemeinern. Eine Falle kann es zum Beispiel bei Hochvoltsystemen geben. Deren Effizienz steigt mit der Anzahl der Hochvolt-Batteriemodule, da diese in Reihe geschaltet werden. Je mehr Batteriemodule, desto höher ist die Eingangsspannung für den Batteriewechselrichter. Die Wirkungsgrade für die großen Speicherkapazitäten sind dadurch besser als die für die kleinen Speichersysteme derselben Baureihe. Sind die Werte der kleineren Systeme nicht angegeben, sollte man nachfragen. Martin Rothert von SMA merkt deshalb auch an, dass der SMA Sunny Boy Storage mit einer 6,4-Kilowattstunden-Batterie vermessen wurde, während das Siegersystem von Kostal mit einer 10-Kilowattstundenbatterie bestückt war. Beides sind Hochvoltsysteme. Der Sunny Boy Storage mit einer größeren Batterie könnte also vermutlich noch etwas aufschließen.

Außerdem wird bei der Berechnung des Index ein Beispielhaus zur Berechnung angenommen, das eine fünf Kilowatt Photovoltaik-Anlage und ein Strombedarf von 5.000 Kilowattstunden im Jahr hat. Viele Anlagen werden heute aber größer gebaut, sieben Kilowatt sind keine Seltenheit und etliche Anlagen gehen bis an die 10-Kilowatt-Grenze heran, ab der man Umlagen auf den Eigenverbrauch zahlen muss. Außerdem haben viele Haushalte eine Wärmepumpe und haben ein Eletkroauto oder planen mit einem. Beides erhöht den Stromverbrauch und die Leistung, bei der die Batterie typischerweise entladen wird.

Bei Haushalten mit kleinem Jahresstromverbrauch liegt die Entladeleistung der Batterie, die die größte Rolle für eine gute Effizienz spielt, bei 500 Watt bis einem Kilowatt. Ein sehr guter Schwachlastwirkungsgrad in diesem Bereich ist wichtig, um einen guten SPI zu erreichen. Wenn man ein Elektroauto hat, das mit 3,7 Kilowatt geladen wird, verschiebt sich der für die Effizienz relevante Leistungsbereich zu größeren Werten. Die HTW-Forscher denken daher darüber nach, noch einen zweiten Index für die stärker elektrifizierten Haushalte zu definieren.

Mit einem Mythos räumen die Studienergebnisse definitiv auf. Eine Pauschalaussage, dass DC- gekoppelte oder AC-gekoppelte Systeme effizienter seien, ist nicht möglich. In der Anfangsphase der Batteriespeichersysteme hieß es oft, DC-Systeme seien effizienter, da bei ihnen Umwandlungsschritte eingespart werden. Später hieß es oft, AC-gekoppelte Systeme seien effizienter, da man bei ihnen besser auf das Schwachlastverhalten optimieren könne, das für die Batterieentladung wichtig ist. Beides sind im Prinzip stimmige Argumente. Doch in den realen Systemen kommen viele Parameter zusammen, so dass keine eindeutige Aussage möglich ist. Die beiden benannten Siegersysteme von Kostal und RCT Power sind zwar DC-gekoppelt. Die Mittelwerte der AC-gekoppelten Systeme und der DC-gekoppelten System in der Studie sind aber mit 88,1 Prozent identisch.

Johannes Weniger hat am Ende der Vorstellung auch noch einen positiven Ausblick parat. Man sehe, dass die Hersteller lernen. Neuere Systeme seien oft besser als schon länger auf dem Markt befindliche. Bei keiner Firma ist das so sichtbar wie bei Kostal. Neben dem Sieger-Modell Plenticore, das dieses Jahr auf den Markt kam, ging auch das Modell Pico 6.0 mit BYD Batterie ins Rennen und belegte nur den vorletzten Platz. Die Entwicklung dazu begann 2009, es kam 2012 auf den Markt, und es dürfte damit eines der ersten Batteriespeichersysteme überhaupt sein. Christoph Kiesel, Produktmanager bei Kostal, sieht sich dadurch darin bestätigt, dass sich die in die Neuentwicklung investierte Arbeit auszahlt.

Zur Webseite des HTW-Projekts, von der die Studie herunter geladen werden kann