Marktübersicht Batteriespeicher für Photovoltaikanlagen

Batteriespeichersysteme, die in Ein- und kleineren Mehrfamilienhäusern und kleineren Gewerbebetrieben eingesetzt werden können, sind teilweise als Komplettsysteme „von der Stange“ erhältlich, teilweise als Einzelkomponenten, die Installateure oder Großhändler kombinieren. Wir haben von rund 40 Anbietern Informationen zu über 360 Systemen abgefragt. Die Angaben enthalten Details unter anderem zum Aufbau, zur Batterie und bei vielen Systemen zum Preis (UVP). Die Produktdatenbank wurde im Mai 2018 vollkommen neu abgefragt und wird kontinuierlich aktualisiert, wenn Anbieter Änderungen melden.

Eine Interpretation der Trends zu den in der Produktdatenbank enthaltenen Einträgen finden Sie in der Juniausgabe (Premium Inhalt). Darin finden Sie auch eine übersichtliche Tabelle mit den wichtigsten Details der Einträge der Produktdatenbank. Online finden Sie eine frei zugängliche Zusammenfassung der Analyse und Preisdiskussion und das Portal mit dem Zugriff auf alle Details aller eingetragenen Produkte:

–> Zur Produktdatenbank Batteriespeichersysteme 2018

Die Grenzen zwischen Gewerbespeicher und Heimspeicher sind fließend. Hier geht es zur pv magazine Produktübersicht für größere Speichersysteme.

Sie sind Anbieter und Ihr Produkt fehlt in unserer Marktübersicht? Dann schreiben Sie uns eine E-Mail an redaktion@pv-magazine.com

Auf dieser Seite finden Sie im folgenden:

Wie orientieren Sie sich am besten?

Ein Heim-Batteriespeicher lässt sich nicht mit einem Parameter beschreiben, so dass es auch nicht möglich ist, eine Rangfolge an Systemen festzulegen oder Preise direkt zu vergleichen. Es hängt sehr von den Kundenwünschen ab, was das beste System ist. Daher ist eine gute Beratung durch die Installationsbetriebe, die die Systeme anbieten nötig.

  • Wenn die Autarkie besonders wichtig ist, investiert man am besten in ein System mit höherer Speicherkapazität (und auch in eine größere Solaranlage). Dadurch sinkt der Anteil des Stromes, der aus dem Netz bezogen werden muss. Das wird immer für einen Rest von 10 bis 30 Prozent nötig sein, da zwischen Dezember und Februar die Solarerträge zu niedrig sind. In Kombination mit einem Pellet-BHKW sind auch 100 Prozent Autarkie möglich. Wem es wichtig ist, dass das Hausnetz auch als Inselnetz funktioniert und betrieben werden kann, muss auch auf eine ausreichend hohe Entladeleistung des Systems achten. Wenn bei einem Stromausfall zum Beispiel auch Wärmepumpen angetrieben werden sollen, muss das Speichersystem meist auf drei Phasen einspeisen können. Und das auch noch „unsymmetrisch“ wie der Fachmann sagt. Wer gar eine unterbrechungsfreie Stromversorgung wünscht, muss eine schnelle automatische Umschaltfunktion installieren. Andererseits hat solch eine Umschaltefunktion einen höheren Standbyverbrauch, was die Gesamtperformance (Wirkungsgrad) des Systems senkt. Das gilt unter Umständen auch für Systeme mit hoher Entladeleistung, da die größte Energie bei niedrigen Leistungen umgesetzt wird, bei denen für große Leistungen ausgelegte Anlagen schlechtere Wirkungsgrade haben können als für kleine Leistungen ausgelegte Systeme, die wiederum weniger Autarkie versprechen. Zu allen diesen Punkten finden Sie Angaben in der Produktdatenbank. Was die Wirkungsgrade angeht, sind diese aber kaum „einfach so“ interpretierbar. Siehe dazu die Erläuterungen auf der Webseite des pv magazine Speichervergleichs und die dort verlinkten Artikel.
  • Wenn die Wirtschaftlichkeit besonders wichtig ist, muss man vor allem auf eine gute Auslegung des Systems und natürlich die Investitionskosten achten. Der pv magazine Wirtschaftlichkeitsrechner kann dazu im Prinzip einen ersten Überblick verschaffen. Bei der wirtschaftlichen Betrachtung sollte man die steuerlichen Aspekte nicht außer Acht lassen (siehe auch Hinweise zur Behandlung von  AC-Systemen) oder gleich ein unkompliziertes Modell finden (Photovoltaik ohne Finanzamt – Eine Anleitung). Hier finden Sie in Zukunft die aktuellen pv magazine Steuertipps.
  • Wenn weitere Funktionen, Netzdienstleistungen oder Cloud- und Community-Dienstleistungen wichtig sind, kann sich das Bild noch einmal ändern. Siehe die Tipps für Anwender am Ende des Vergleichs zweier dieser Tarife durch pv magazine.

Erklärung der angegebenen „Speicherstromkosten“

Für die Marktübersicht hat pv magazine die Hersteller nach den Preisen (UVPs) befragt. Einige geben bereitwillig Preise an, andere geben sie nur mit dem Vorbehalt an, dass sie nicht veröffentlicht werden, andere machen mit Hinweis auf die Preishoheit des Installateurs gar keine Angabe. Eine Teil der Preise hat pv magazine recherchiert. Die Preisangaben finden sie, soweit sie gemacht wurden und als Absolustwerte veröffentlicht werden dürfen, ebenfalls in der Produktdatenbankl. In der Übersichtstabelle finden Sie, wo Preisangaben enthalten sind.

Aus diesen Daten hat pv magazine berechnet, wie günstig im besten Fall die Kilowattstunde Strom ist, die in dem entsprechenden Gerät zwischengespeichert wurde. Das bedeutet, dass man die Kosten des Systems durch die durchsetzbare Strommenge teilt. Dieser Wert ist ohne Erzeugungskosten. Wenn er zum Beispiel bei 15 Cent pro Kilowattstunde liegt und die Stromgestehungskosten einer neuen Photovoltaikanlage bei rund 10 Cent pro Kilowattstunde, kostet der Teil des Stroms, der eingespeichert und dann selbst verbraucht wird 25 Cent pro Kilowattstunde.

Bei Systemen mit Solarwechselrichter wurde der angegebene Preis um einen angenommenen Wert eines Solarwechselrichters reduziert, da dieser nicht direkt zu den Speicherstromkosten hinzugerechnet werden kann. Alle Kosten sind inklusive Mehrwertsteuer. In der Datenbank finden Sie die Speicherstromkosten auf zweierlei Art berechnet:

  1. bezogen auf die garantierte Lebensdauer. Diese Speicherstromkosten unterscheiden sich von den in der Branche gerne zitierten Werten dadurch, dass sie sich nicht auf die Angaben der Hersteller zur maximalen Zyklenzahl beziehen, sondern auf die innerhalb der garantierten Lebenszeit bei Eigenstromverbrauchsnutzung sinnvoll möglicher Nutzung. Um die „Kosten pro Kilowattstunde nach Garantiezeit“ zu berechnen, wurde optimistisch angenommen, dass pro Jahr 300 Zyklen genutzt werden können. Jeder Zyklus wurde mit der nutzbaren Speicherkapazität berechnet, das heißt an 300 Tagen im Jahr wird der Speicher einmal vollständig be- und entladen. Auch das ist eine eher optimistische Annahme, da bei größeren Speichern oft nicht die gesamte Kapazität benötigt wird. Dann wurde der Speicherpreis durch die so berechnete in der Garantiezeit umgesetzbare Energie geteilt. Es wurde berücksichtigt, dass die Kapazität im Laufe der Garantiezeit nachlässt.Diese berechneten Werte stellen im Sinne der in der Garantiezeit möglichen Speicherstromkosten das Optimum dar, was erreichbar ist. Trotzdem dürften in der Praxis die Kosten darunter liegen, da die meisten Produlte länger halten als es garantiertert ist. Wenn Firmen eine zehn-Jahres-Garantie geben, müssen sie davon ausgehen, dass nicht mehr als beispielsweise 5 Prozent der Geräte das Ziel verfehlen, da sie die Garantiefälle sonst wirtschaftlich kaum schultern können. 95 Prozent der Geräte sollten also länger halten. Ob 11, 12, 15 oder 17 Jahre – diese Diskussion ist hoch spekulativ. Die Technologie ist neu und es gibt keine Langzeiterfahrung.
  2. bezogen auf die angegebene Zyklenzahl. Um die „Kosten pro Kilowattstunde nach Zyklenlebensdauer“ zu berechnen, wurde der mögliche Energieumsatz auf die angegebenen Zyklen bezogen. Diese Zyklenlebensdauern sind in der Regel nicht garantiert. Es gibt Ausnahmen. Wir haben die Anbieter befragt und die Antworten ebenfalls in der Datenbank vermerkt.Doch selbst wenn sie garantiert sind – mit einem Batteriespeicher, den man rein zur Eigenverbrauchserhöhung einsetzt, lassen sich nicht mehr als 300 Zyklen pro Jahr, 3000 Zyklen in 10 Jahren und 6000 Zyklen in 20 Jahren nutzen. Bei anderen Geschäftsmodellen, bei denen Speicher auch zur Netzstabilisierung eingesetzt werden, sind höhere Zyklenzahlen denkbar.

Diese Speicherstromkosten stellen nur eine Abschätzung dar für die Kosten bei optimaler Batterienutzung und ohne Betrachtung der Verzinsung. Sie geben damit den besten erreichbaren Wert an, einmal für den Fall, dass man sich nur auf garantierte Leistungen verlässt, das andere Mal, dass die Batterie genau die angegebenen Zyklen schafft.

Systemarten in der Produktdatenbank

Eine ausführliche Erklärung und Analyse der Daten finden Sie, in den Juniausgaben seit 2013, jeweils mit anderen im entsprechenden Jahr aktuellen Schwerpunkten. Die Systeme lassen sich in vier Klassen enteilen. In der Produktdatenbank finden Sie die Angaben zur Systemart und können über die Suchfunktion auch entsprechende Geräte suchen.

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pv magazine/Harald Schütt

1. DC-System: die Batterie ist im Zwischenkreis des Wechselrichters angeschlossen. Das hat den Vorteil, dass der Strom, der von der Solaranlage über die Batterie zu den Verbrauchern fließt, nur einmal eine Gleichstrom-Wechselstrom-Wandlung durchläuft. Im Prinzip ist dadurch der Wirkungsgrad höher als bei AC-Systemen. In der Praxis ist das aber nicht immer der Fall. Außerdem ist zu beachten, dass der Wirkungsgrad auch von der benötigten Leistung abhängt und DC-Systeme auf höhere Solarleistungen ausgelegt sein können, so dass sie im Niederlastbereich schlechter abschneiden.

2. AC-System: die Batterie ist am Wechselstrom-Hausnetz angeschlossen. Mit diesen Systemen kann man eine Anlage leichter mit einem Speicher nachrüsten, da an der Photovoltaikanlage nichts verändert wird.

3. DC/AC-System: Es gibt inzwischen DC-gekoppelte Systeme, die die Batterie nicht nur über die DC-Seite laden können, sondern auch über die AC Seite. Sie sind damit flexibler einsetzbar als AC-Systeme, können aber im Prinzip bei entsprechender Verschaltung auch die Vorteile der DC-Systeme bieten.

4. PV-Generator-gekoppeltes-System: Manche Speichersysteme werden auf der Generatorseite des Wechselrichters angeschlossen. Ein Vorteil gegenüber den DC-Systemen ist, dass diese Systeme auch dann nachgerüstet werden können, wenn der Wechselrichter das nicht vorsieht. Ein Vorteil gegenüber AC-Systemen ist, dass sie weniger Wandlerstufen benötigen. Ein Nachteil dieser Systeme ist, dass ihre Entladeleistung durch die maximale Leistung und eventuell auch durch die maximale Eingangsspannung des Wechselrichters begrenzt sind. Außerdem gilt wie bei DC-Systemen, dass die wechselrichterleistung auf die Solaranbage ausgelegt ist, was zu niedrigeren Schwachlastwirkungsgraden führen kann.

Glossar zu weiteren Größen in der Produktdatenbank

Schlüsselgrößen: Die Leistungen des Solarwechselrichters, die maximale Entladeleistung des Batteriekonverters und die nutzbare Batteriekapazität sind besonders charakteristische Größen, die ein Speichersystem beschreiben.

Solarwechselrichter AC-Nennleistung: Bei DC-Systemen ist diese direkt an das Batteriesystem gekoppelt. Bei AC-Systemen wird sie eventuell durch die Maximalleistung von Umschalt- komponenten beschränkt, ist ansonsten aber frei wählbar.

Batteriewechselrichter – max. Ladeleistung: Die maximale Ladeleistung bestimmt, wie schnell die Batterie aufgeladen werden kann, vorausgesetzt, die Solaranlage ist groß genug und die Sonne scheint.

Batteriewechselrichter – max. Entladeleistung: Sie bestimmt, welche Lasten im Haushalt mit dem Gerät versorgt werden können. Wir groß einzelne Lasten sind, zeigt zum Beispiel die letzte Grafik im Artikel zur Übersicht 2013. Die Lade und Entladeleistung wird zum einen von der Leistungselektronik und den Batteriecharakteristika bestimmt, zum anderen von der Regelung. Die C-Rate gibt an, wie schnell eine Batterie im Verhältnis zu ihrer Kapazität entladen wird. 1C bedeutet also, dass eine Batterie mit einer Kilowattstunde Kapazität innerhalb einer Stunde vollständig entladen wird. Von der C-Rate hängt auch die entnehmbare Energiemenge der Batterie ab.

Nenn-Batteriekapazität: Bei Systemen, die mit unterschiedlichen Kapazitäten geliefert werden, gilt die angegebene Von- bis-Spanne. Bei etlichen Systemen werden die Geräte mit einer fixen Batteriegröße geliefert, die aber meist aufstockbar ist.

Nutzbare Batteriekapazität: Je nachdem, wie die Regelelektronik programmiert ist, unterscheidet sich die nutzbare von der Nenn-Batteriekapazität. Das Verhältnis bestimmt die Lebens- dauer der Batterien mit. Die angegebene Zyklenzahl bezieht sich auf die nutzbare Kapazität. Sie ist die entscheidende bei der Planung eines Systems.

Phasen: Das Stromnetz hat drei spannungsführende Phasen, zusätzlich zum Nullleiter. Viele Speichersysteme speisen nur in eine Phase ein – wie auch viele kleine Photovoltaikanlagen. Bei den meist verbauten saldierenden Stromzählern zählt es auch als Eigenverbrauch, wenn der Herd beispielsweise auf Phase 2 Strom zieht und das Speichersystem die gleiche Strommenge auf Phase 1 in das Netz einspeist. Nach der Lehrmeinung gleichen sich bei einer größeren Zahl von Haushalten der Verbrauch auf den verschiedenen Phasen aus, so dass im Stromnetz die Phasen gleichmäßig belastet werden. Ob das in ausreichend kleinen einheiten der Fall ist, wird aber immer wieder diskutiert. Es gibt auch die Einschätzung, dass es für dei Energiewende sinnvoll wäre, wenn auch Speichersysteme dreiphasig einspeisen um so genanannte Schieflasten zu vermeiden. Ab einer gewissen Anschlussleistung müssen die Geräte außerdem dreiphasig sein. Man muss darauf achten, welche Auswirkung das auf den Wirkungsgrad gerade bei den im Haushalt vorherrschenden schwachen Lasten hat.

Batterieregelung: Das Batteriesystem ist zum Beispiel auf Phase 1 angeschlossen, eine Herdplatte auf Phase 2. Regelt das Batteriesystem nach dem Strom auf einer Phase, lässt sich diese Herdplatte so nicht mit dem Batteriesystem betreiben. Regelt das Batteriesystem aber nach dem Summenstrom über alle Phasen, speist es auf Phase 1 ein, was die Herdplatte auf Phase 2 verbraucht. Das zählt als Eigenverbrauch, wenn ein saldierender Zähler eingebaut ist.

KFW-Förderung/Wetterprognosen: Wer die Speicherförderung in Anspruch nimmt, darf nur noch maximal 50 Prozent der Photovoltaiknennleistung in das Netz einspeisen. Ohne Förderung liegt die Grenze bei 70 Prozent oder man muss den Netzbetreiber spontan abregeln lassen. Damit das System die durch die Abegelung vorhandene überschüssige Energie speichern kann, muss Platz im Speicher sein. Um das richtig zu planen, kann die Berücksichtigung von Wetterprognosen helfen. Das berücksichtigen viele Hersteller noch nicht.

Regelleistung: Die Vermarktung von Regelleistung durch verteilt stehende Speicher kann zusätzliche Einnahmen für den Betreiber erlauben und das Netz stabilieren.

Teillastwirkungsgrad, Leerlauf- und Standby-Verbrauch: In 2015 haben wir erstmals diese Größen abgefragt. Ein Batteriespeicher wird oft nur mit einigen Hundert Watt Entladeleistung genutzt (Zum Beispiel wenn abends nur ein Fernseher und einige Lampen eingeschaltet sind). Daher ist wichtig, dass in diesem Lastbereich wenig Verluste auftreten. Ein Grund für Verluste ist ein hoher Leerlaufverbrauch. Er ist definiert als der Strombedarf, den der Speicher hat, wenn er nichts tut außer darauf zu warten, entweder zu laden oder zu entladen. Ein Leerlaufverbracuh von 50 Watt kann den jährlichen Strombverbrauch durchaus fünf bis zehn Prozent erhöhen. Der Leerlaufverbrauch schöägt umso weniger zu Buche, je öfter ein System in den Standby-Verbrauch schaltet und umso niedriger dann die Leistungsaufnahme ist (mehr dazu in der Juniausgabe 2015). Inzwischen fragen wir zum größten Teil die Größen ab, die Hersteller nach dem in 2016 verabschiedeten Effizienzleitfaden eigentlich in ihren Datenblättern veröffentlichen sollten. Mehr Informationen zu dem Thema finden Sie in den Artikeln, die auf der Seite zum pv magazine Speichervergleich verlinkt sind.

Lebensdauer Zyklenzahl: Zyklenzahl, nach der die Kapazität der Batterie auf 80 Prozent der Nennkapazität abgesunken ist (manche Hersteller geben als End of Life Kriterium auch 70 % an). Diese Zahl hängt davon ab, wie stark die Batterie aufgeladen und entladen wird. Dieser Wert wird als DOD – Depth of Discharge – angegeben. Oft wird er als 80 % DOD gemessen, was bedeutet, dass die Kapazität in jedem Zyklus zu 80 Prozent ausgenutzt wird.

Batteriespannungen: Diese müssen den Nutzer nicht unbedingt interessieren, jedoch unter Umständen den Installateur, der eventuell hohe Gleichstpannungen anschließen muss. Es gibt zwei Batteriekategorien: Niedervolt und Hochvoltbatterien. Es wird darüber diskutiert, bei welchem Typ das Kostensenkungspotenzial größer ist.

Details Energiemanager: Der Energiemanager regelt, wann die Batterie ge- und entladen wird. Das kann so geschehen, dass der Eigenverbrauch maximiert wird. Es kann aber auch so geschehen, dass das Netz über sogenanntes Peak Shaving maximal entlastet wird oder dass die Bedingungen für dieKFW-Speicherförderung eingehalten wird, dass die Solaranlage auf 50 Prozent ihrer Leistung abgeregelt werden muss. Dafür ist es sinnvoll, dass die Geräte Solarstromprognosen berücksichtigen können. Denn das Speichersystem darf dann unter Umständen morgens nicht laden, sondern muss Platz für eine noch höhere Solarstromleistung mittags lassen.

Zertifikate und Normen in puncto Sicherheit: Wir haben in 2015 erstmals direkt nach der neuen Norm für Lithium-Batterien (DIN EN 62619), der Leistungselektronik-Norm (DIN EN 62109), den Sicherheitsleitfaden und der Qualitätsmanagementnorm ISO 9001 gefragt. Seitdem wiederholen wir diese Anfragen. Inzwischen ersetzt die Anwendungsregel VDE-AR-E 2510-50-2 den Sicherheitsleitfaden und hat dessen Anforderungen weitgehend übernommen. Da Eigenaussagen wenig gelten, fragen  wir auch nach den Zertifierern.

Dank für die Zusammenarbeit

In den vergangenen Jahren haben mit ausführlichen Diskussionen zur Konzeption der Umfrage folgende Experten am Erfolg der Produktübersicht beigetragen: Johannes Weniger (HTW-Berlin), Tjarko Tjaden (HTW-Berlin), Kai-Philipp Kairies (RWTH Aachen), Martin Rothert (SMA), Olaf Wollersheim (damals KIT, heute Solarwatt), Andreas Piepenbrink (E3/DC), Stefan Hagedorn (E3/DC), Armin Schmiegel (damals Bosch Power Tec), Fabian Niedermeyer (Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES).

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