10.03.2023
Neues von Batteriespeichern
Eine Zusammenfassung von Jörg Sutter
Es ist inzwischen schon Tradition, dass um diese Jahreszeit die Berliner Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW) in die Öffentlichkeit geht und die Ergebnisse der neuen Stromspeicherinspektion vorstellt, so auch in der vergangenen Woche. Wir haben uns den aktuellen Stand zu den Batteriespeichern angeschaut.
Als erstes fällt auf: Die Sieger der vergangenen Jahre stehen auch in diesem Jahr wieder auf dem Treppchen, allen voran der Speicherhersteller RCT, der in diesem Jahr in beiden Kategorien die Spitzenpositionen erlangen konnte. Im letzten Jahr hat RCT in der 10 kW-Klasse schon den 1. Platz erreicht, in der 5 kW-Klasse hat es damals nur zu Platz 4 gereicht.
Was testet die HTW
Zu Beginn im Jahr 2017 war es die Erarbeitung eines Effizienzleitfadens, der erstmals den Wirkungsgrad und die Verluste sowie deren Ursachen bei Batteriespeichersystemen untersucht hat. 2019 wurde dieser Leitfaden aktualisiert und kann hier heruntergeladen werden.
In diesem Leitfaden wurde die Charakterisierung von Speichersystemen beschrieben. Das Ganze erfolgt in einem Labortest, bei dem Speichersysteme unter definierten Randbedingungen in zwei Leistungsklassen (5 und 10 kW), die dem Einsatz im Haushalt mit PV-Anlage (zusätzlich mit Wärmepumpe und Elektroauto bei der 10 kW-Klasse) entsprechen, untersucht werden. Es wurden auch genaue Systemtypologien schematisiert, so dass auch AC- und DC-gekoppelte Systeme, die technisch völlig unterschiedlich aufgebaut sind, miteinander verglichen werden können. Labortests nach den Vorgaben des Effizienzleitfadens sind die Grundlage für die weitere Simulation und die Auswertungen der Speicherinspektion.
Getestet wurden dabei immer Systeme, nicht nur die Batterien getrennt. Die Effizienz hängt eben nicht nur von der Batterie, sondern auch von deren Zusammenspiel mit dem Batteriewechselrichter ab. Deshalb finden sich in der Speicherinspektion auch immer Kombinationen aus Batterie und Batterie-Wechselrichter. Die Speicherinspektion verknüpft daher Labortests der Geräte mit einer Simulation des Betriebes unter realistischen Bedingungen.
Bei den Batteriesystem ist zu berücksichtigen, dass es immer Kombinationen sein müssen, die vom Hersteller entsprechend freigegeben sind. Nur dann ist sichergestellt, dass die Geräte auch gemeinsam optimal kommunizieren und das System damit mit guter Effizienz arbeiten kann.
Erstmals getestet wurden in diesem Jahr auch alternative Batteriesysteme. Inzwischen sind jedoch Anbieter von Heimspeichern mit Redox-Flow-Technik und Anbieter von Salzwasserbatterien wieder vom Markt verschwunden, so dass dieser Vergleich keine Relevanz für eine Entscheidung beim Kaufinteressenten eines Batteriespeichers hat.
Warum sind nicht alle Hersteller dabei?
Die Teilnahme an der Stromspeicherinspektion ist für die Hersteller ein freiwilliges Angebot. In diesem Jahr haben 11 Hersteller mit insgesamt 18 Systemen teilgenommen, ein leichter Rückgang gegenüber dem Vorjahr. Auch können Hersteller entscheiden, ob sie in dem Ranking namentlich genannt werden wollen oder nicht; für die Anonymität haben sich in diesem Jahr zwei Anbieter entscheiden. Es wäre selbstverständlich wünschenswert, wenn weitere Hersteller teilnehmen würden, um einen vollständigeren Überblick über den Markt zu erhalten.
Was sind die wichtigsten Erkenntnisse?
In der 5 kW-Klasse zeigt sich, dass vier der fünf Testsieger DC-gekoppelte Systeme sind, nur eines ist ein AC-gekoppeltes System. Das ist natürlich keine Überraschung, denn beim DC-System wird von Stromerzeugung im Modul bis zum Verbrauch im Haushaltsgerät nur einmal ein Wechselrichter (mit Wirkungsgradverlust) durchlaufen, beim AC-System muss der Strom dreimal einen Wechselrichter passieren: Vom Gleichstrom im PV-Modul durch den PV-Wechselrichter, dann durch den Batteriewechselrichter von AC nach DC in die Batterien hinein.Beim Ausspeichern wird der Strom nochmals wieder in AC-Strom in Steckdosenqualität zurückgewandelt.
Die Frage, ob es schon sinnvoll ist, auf eine „neue“ Batterietechnik zu setzen, lässt sich mit Nein beantworten: Sowohl Natrium-Ionen als auch Natrium-NickelChlorid-Batterien enttäuschen derzeit noch beim erreichbaren Batteriewirkungsgrad. Und der Abstand liegt nicht in der Nachkommastelle: Während Li-Ionen-Systeme mit rund 96 % Batteriewirkungsgrad glänzen, schaffen die beiden anderen Techniken nicht einmal 80 Prozent. Ein weiteres Detail: Die Leistungsfähigkeit einer Li-Ionen-Batterie bleibt über die verschiedenen Ladestände nahezu konstant, bei den beiden anderen Techniken bricht die Leistung bei Leerung der Batterie deutlich zusammen. Es braucht also weitere Anstrengungen, um diese neuen Technologien konkurrenzfähig zu machen.
Die Speicherinspektion betrachtet auch die Marktentwicklung. Bei den ausgewerteten Zahlen ist sichtbar, dass sowohl die PV-Anlagen als auch Speicherleistung und -kapazität im vergangenen Jahr gegenüber dem Vorjahr 2021 minimal angestiegen ist: Die neu gebauten PV-Anlagen unter 20 kWp sind im Schnitt über 9 kWp groß, der Batteriespeicher hat im Schnitt eine Kapazität von rund 8,5 kWh und eine Leistung von etwas über 5 Kilowatt.
Sichtbar wird auch eine Verschiebung hin zu den DC-Speichern: Während 2015 noch mit 60% die Mehrheit der verbauten Speichersysteme in Deutschland AC-Systeme waren, ist deren Anteil in den vergangenen vier Jahren deutlich auf 25 Prozent gesunken. Und noch ein sichtbarer (und nicht überraschender) Trend: Rund 70% der neuen Heimspeicher nutzen die LPF-Zellen, also Lithium-Eisen-Phosphat; das als sicherer gilt als andere Zellchemien.
Welche Auswirkung hat die Inspektion?
Die Speicherinspektion dokumentiert deutlich, dass es mit der Entwicklung weitergeht. Sie hat seit der ersten Veröffentlichung vor einigen Jahren die Effizienz überhaupt erst in die Aufmerksamkeit gebracht. Nicht zuletzt ein Vorteil der Bearbeitung durch die HTW: Die Auswertung ist – trotz wissenschaftlichem Hintergrund – einfach zu lesen, kompakt aufbereitet und damit gut verständlich. Das ist nicht selbstverständlich und sorgt natürlich auch für eine hohe Aufmerksamkeit in den Kreisen der Interessenten an dieser Technik.
Um für die Bandbreite der technischen Daten ein Beispiel zu nennen: Während der schlechteste Anbieter mit seinem System bei entladenem Batteriespeicher einen Standby-Verbrauch von über 50 (!) Watt hat, brachte es der diesjährige Testsieger auf nur 2 Watt. Und gerade dieser Standby-Verbrauch hat eine wichtige Auswirkung auch auf den Geldbeutel des Anlagenbetreibers; über einen hohen Verbrauch laufen über das ganze Jahr enorme Kosten beziehungsweise Verluste auf.
Welche Auswirkung hat die Inspektion nicht?
Die Auswahl von Batteriespeichern war im vergangenen Jahr von der Verfügbarkeit der Geräte und nicht vom Wirkungsgrad und der Effizienz getrieben. Natürlich haben viele Kunden das Interesse, ein System mit höchster Effizienz zu kaufen, doch wenn das nicht möglich ist, wird hier dann auch zur zweiten oder dritten Wahl gegriffen. Und aus der Erfahrung der vergangenen Wochen: Es gibt auch heute noch Handwerker, die sich freuen wie kleine Kinder an Weihnachten, wenn der Lieferant endlich die Lieferung von Speichern ankündigt, die im Juli des vergangenen Jahres bestellt wurden.
Und noch ein Zusatznutzen für den Interessenten
Die HTW hat die Ergebnisse der Speicherinspektion in ein Online-Tool, den „Speicher-Inspektor“ gepackt, mit dessen Hilfe zwei getestete Speichersysteme ganz einfach verglichen werden können. Das kann bei der schwierigen Entscheidungsfindung eine gute Hilfestellung sein. Doch auch hier nochmal der Hinweis: Auch heute sind die Lieferzeiten noch teils lange, es kann als auch sinnvoll sein, zuerst beim Handwerker der Wahl zu fragen, welche Systeme er in vernünftiger Zeit liefern kann und erst anschließend mit dieser Vorauswahl in die Detailbetrachtung zu gehen.
Die kostenlose Auswertung „Stromspeicherinspektion 2023“ sowie ein kleiner Foliensatz der Ergebnisse findet sich hier.