RCT Power, Kaco, Fronius und Kostal in HTW „Stromspeicher-Inspektion 2023“ vorn

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Bereits zum sechsten Mal veröffentlicht die Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW) Berlin die Ergebnisse der „Stromspeicher-Inspektion“. Dabei wird die Energieeffizienz von Photovoltaik-Heimspeichern untersucht und mit einem System Performance Index (SPI) ausgegeben, wobei zwischen den Leistungsklassen 5 und 10 Kilowatt unterschieden wird. Erneut hätten sich viele namhafte Hersteller an dem Vergleich beteiligt, darunter BYD, Fronius, Kostal, Varta und Viessmann, erklärten die Forscher zur Veröffentlichung der „Stromspeicher-Inspektion 2023“ am Mittwoch. Erstmals seien neben etablierten Lithium-Ionen-Batteriesystem gemeinsam mit dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) auch Salzwasser- und Hochtemperaturbatterien analysiert worden. Im Vergleich seien sie jedoch deutlich weniger energieeffizient, so die Forscher.

In der Leistungsklasse 10 Kilowatt schnitt ein DC-gekoppeltes Speichersystem von RCT Power mit einem SPI von 96,4 Prozent am besten ab. Die Hybrid-Wechselrichter von Kaco und Fronius erzielten in Kombination mit den Batteriespeichern von Energy Depot und BYD in dieser Kategorie einen SPI von 95,4 Prozent. Nach Angaben der HTW Berlin entschied hierbei die zweite Nachkommastelle über die Plätze zwei und drei.

In der 5-Kilowatt-Leistungsklasse setze sich RCT Power durch. Es folgen die Speichersysteme von Fronius, Kostal, Viessmann und Varta. Sie alle hätten hohe Effizienzwerte aufgewiesen. Es handele sich dabei um die Kombination von Hybrid-Wechselrichter und Hochvoltbatterien, nur Varta sei mit einem AC-gekoppelten System vertreten.

Für das Ranking werden verschiedene Effizienzkategorien untersucht und bewertet. Das System von Varta habe so mit seinem hohen Batteriewirkungsgrad von 97,8 Prozent und einem Stand-by-Verbrauch von lediglich 2 Watt überzeugt. Als Gegenbeispiel führt die HTW Berlin an, dass ein weniger effizienter Mitbewerber in diesen Kategorien nur auf Werte von 92,9 Prozent und 51 Watt Stand-by-Verbrauch komme. Die Ergebnisse der Hersteller werden auf Wunsch auch nur anonym veröffentlicht.

RCT Power schnitt auch in den vergangenen Jahren schon immer sehr gut ab. Bei der Vorstellung der diesjährigen Ergebnisse heben die Forscher den exzellenten Wechselrichterwirkungsgrad im Entladebetrieb von 97,8 Prozent hervor. Dies sei ein neuer Bestwert, der unter anderem auf die Optimierung der Zwischenkreisregelung und die Verwendung von effizienten Siliziumkarbid-Leistungshalbleitern zurückzuführen sei. Es gab noch einen weiteren Rekord: Der Hybrid-Wechselrichter von Kaco habe eine Einschwingzeit von unter 200 Millisekunden aufgewiesen. Damit sei bei diesem Produkt die Reaktion und Anpassung auf einen neuen Leistungswert bereits beendet, bevor 14 der anderen untersuchten Systeme überhaupt auf eine Änderung der Leistung reagieren.

Rasantes Wachstum bei Photovoltaik-Heimspeichern 2022

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Grafik: HTW Berlin

Die HTW Berlin hat mit ihrer neuen Studie auch noch einige interessante Zahlen zur Entwicklung des Photovoltaik-Heimspeichermarkts 2022 mitgeliefert. So seien mehr als 197.000 Heimspeicher und 269.000 Photovoltaik-Anlagen mit einer Nennleistung zwischen 2 und 20 Kilowatt neu installiert worden. Ein neuer Rekord in Deutschland. Dabei gebe es einen Trend sowohl Photovoltaik-Anlagen als auch Speichersysteme größer zu dimensionieren. Mehr als ein Viertel der neuen Photovoltaik-Anlagen wiesen so eine Nennleistung zwischen 10 und 20 Kilowatt auf. Die mittlere nutzbare Speicherkapazität der Batteriesysteme stieg nach HTW-Angaben auf 8,4 Kilowattstunden. Insgesamt seien in Deutschland mittlerweile mehr als 526.000 Heimspeicher installiert mit einer kumulierten Speicherkapazität von 4,3 Gigawattstunden.

Als klaren Trend machten die Berlin Forscher aus, dass sich Hybridwechselrichter, die den Photovoltaik-Wechselrichter und den Batterieanschluss in einem Gerät vereinen, gegenüber AC-gekoppelten Systemen immer stärker durchsetzen. Im vergangenen Jahr seien etwa drei Viertel der neu installierten Systeme DC-gekoppelt gewesen. Noch vor vier Jahren hätten AC-gekoppelte Batteriesysteme den Markt in Deutschland dominiert. Zudem setzten sich vor allem Lithium-Eisenphosphat-Batterien durch. Ihr Marktanteil habe sich binnen fünf Jahren auf knapp 70 Prozent verdoppelt.

Alternative Technologien hinken noch hinterher

Seit Jahren dominieren Lithium-Ionen-Batterien den Heimspeichermarkt. Doch es wird auch immer wieder nach alternativen, sogenannten Post-Lithium-Technologien gesucht. Daher habe die HTW Berlin – gemeinsam mit dem KIT – in diesem Jahr erstmals auch Natrium-Ionen- und Natrium-Nickelchlorid-Systeme untersucht. Sie werden auch als Salzwasser- und Hochtemperaturbatterien bezeichnet. Die Laborergebnisse zeigten deutlich höhere Verluste bei der Speicherung als bei den bewährten Systemen. Die Speicherverluste der untersuchten Natrium-Ionen-Batterien sind um das Fünffache höher und bei den untersuchten Natrium-Nickelchlorid-Batterien sogar um den Faktor 7 höher als die von Lithium-Ionen-Batterien. Die Batteriewirkungsgrade der alternativen Technologien lagen bei 79 und 71 Prozent – verglichen zu 96 Prozent bei Lithium-Ionen-Batterien. Die Analysen hätten zudem ergeben, dass insbesondere die Natrium-Ionen-Batterien eine geringe Leistungsfähigkeit aufweisen, die zudem mit sinkendem Ladezustand annähernd linear abnimmt. So könne eine zur Hälfte entladene Natrium-Ionen-Batterie nur noch 40 Prozent der Maximalleistung abgegeben. Lithium-Ionen-Batterien können hingegen fast während des gesamten Entladevorgangs die volle Leistung zur Verfügung stellen, wie die Forscher weiter erklären.

Die HTW Berlin will mit ihrer vom Bundeswirtschaftsministerium finanziell unterstützten „Stromspeicher-Inspektion“ die Vergleichbarkeit von am Markt erhältlichen Photovoltaik-Heimspeichern verbessern. Seit 2018 haben sich insgesamt 25 Hersteller mit 71 verschiedenen Systemen dem Vergleich gestellt. In diesem Jahr sind 18 Systeme miteinander verglichen worden. Neun der elf beteiligten Hersteller stimmten einer namentlichen Veröffentlichung zu.

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