Energiespeicher

Stromspeicher-Inspektion der HTW Berlin hilft die Systemeffizienz von Batteriespeichern zu erkennen

Stromspeicher-Inspektion 2018
Ergebniss des SPI in der Stromspeicher-Inspektion 2018 der HTW Berlin

Batteriespeicher als Ergänzung von Photovoltaik-Anlagen liegen im Trend. Immer mehr PV-Anlagen werden mit einem Batteriespeicher verkauft. Und auch einige bestehende Anlagen erhalten heute einen Speicher als Nachrüstung. Dadurch sind mittlerweile mehr als 100.000 Solarstromspeicher in Deutschland in Betrieb. Doch wer einen neuen Batteriespeicher kaufen möchte, hat es schwer das große Angebot auf dem Markt zu vergleichen. Es gibt zu viele unterschiedliche Angaben und Bezeichnungen für die nutzbare Speicherkapazität. Hinzu kommt, dass es bislang keine Möglichkeit gab die Verluste unterschiedlicher Speicher zu erkennen. Doch jetzt bringt die Stromspeicher-Inspektion der HTW Berlin Transparenz in den Markt und zeigt wie effizient die Stromspeicher wirklich sind.

Stromspeicher-Inspektion der HTW Berlin

Im Rahmen der Stromspeicher-Inspektion 2018 hat die Forschungsgruppe Solarspeichersysteme der Berliner Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW Berlin) erstmals die Energieeffizienz von 20 Speichersystemen untersucht. Nach den Ergebnissen müssen manche pauschale Aussagen über die Wahl der Speichergröße, über die Relevanz der Speicherverluste und der Anschlussart überdacht werden.

Zunächst standen die Forscher vor der Schwierigkeit an die Informationen der Hersteller zu gelangen. Von 60 Herstellern, die sie zur Teilnahme eingeladen hatten, haben nur zehn ihre Prüfberichte zur Verfügung gestellt. Damit sind 20 Systeme in der Untersuchung enthalten.

Das nächste Problem war die Vergleichbarkeit der Begriffe zur Angabe der Speicherkapazität. Bei der Untersuchung der Datenblätter haben sie 45 unterschiedliche Begriffe gefunden. Wie sollen die Kunden unterscheiden, was genau mit Speicherkapazität, Nennkapazität, nutzbarer Kapazität oder nutzbarer Energie gemeint ist? Reden die Hersteller von unterschiedlichen Werten oder von dem gleichen Wert, aber nur mit einem anderen Wort?

System Performance Index SPI zum Vergleich der Stromspeicher

Kann man pauschal sagen, dass ein Stromspeicher mit einer größeren Kapazität eine höhere Eigenversorgung ermöglicht? Diese Faustformel verwenden viele in der Auswahl oder Planung des Speichers. Doch dabei haben sie nicht mit den Umwandlungs- und Standby-Verlusten gerechnet. Diese Verluste können den gewünschten Nutzen der Stromspeicherung verringern. Umgekehrt bedeutet dies, dass mit kleinen, effizienten Speichersystemen eine geringere Stromrechnung am Jahresende möglich ist.

Daher empfiehlt Johannes Weniger, Initiator der Stromspeicher-Inspektion, beim Speicherkauf die Systemeffizienz als wichtigeres Auswahlkriterium zu verwenden.

Diese Systemeffizienz können Käufer dem System Performance Index SPI entnehmen. Diesen Wert haben die Forscher an der HTW Berlin entwickelt. Er fasst alle relevanten Verlustursachen in einer Kennzahl zusammen. Der ideale Speicher ohne Verluste hat somit den SPI-Wert von 100 Prozent. Immerhin konnten drei besonders effiziente Photovoltaik-Speichersysteme einen SPI von knapp 90 Prozent erreichen.

Systemeigenschaften des Speichers in einer Kennzahl

Der SPI-Wert fasst folgende Systemeigenschaften des Speichers, die zu den Verlusten beitragen, in einer Kennzahl zusammen. Dadurch ist ein Vergleich unterschiedlicher Systeme möglich, was bisher nicht der Fall war.

  • Wirkungsgradkennlinien der Umwandlungspfade
  • nominale Leistung der Systemkomponenten
  • stationäre Regelungsabweichungen
  • Leistungsaufnahme im Standby
  • nutzbare Speicherkapazität
  • Batteriewirkungsgrad
  • Einschwingzeit
  • Totzeit

Da die Verluste eines Speichersystems direkten Einfluss auf den Bezug von Strom aus dem Netz, bzw. auf die Einspeisung in das Netz, haben, betrachtet die Bewertung der Systeme den Energieaustausch mit dem Netz.

In der Untersuchung hat sich herausgestellt, dass die Umwandlungsverluste der Leistungselektronik die Gesamtsystemverluste dominieren.

Effiziente Speichersysteme sparen mehr Stromkosten ein

Die Unterschiede zu weniger effizienten Speichersystemen können über die Jahre betrachtet deutlich ausfallen.

„Alleine in den ersten zehn Jahren beträgt der finanzielle Vorteil eines hocheffizienten Speichersystems bis zu 1.000 Euro“, erklärt Prof. Dr. Volker Quaschning, Professor für Regenerative Energiesysteme an der HTW Berlin und Mitautor der Studie.

Dies bedeutet, dass je höher die Verluste des Speichers sind, um so geringer ist der erzielbare Eigenverbrauch an Solarstrom. Dies bedeutet auch, dass die möglichen Kosteneinsparungen bei weniger effizienten Systemen geringer ausfallen.

Mehr Transparenz im Speichermarkt notwendig

Wer fragt heute schon beim Kauf eines Stromspeichers nach den Verlusten? Welche Rolle spielt diese Frage bei der Entscheidung? Solange die Hersteller die Effizienz ihrer Speicher nicht offen kommunizieren ist es schwierig für die Kunden diese auch in ihrer Entscheidung einzubeziehen. Daher ergänzt Prof. Dr. Quaschning:

„Um die Transparenz im Speichermarkt weiter zu erhöhen, sollten alle Hersteller die Karten offenlegen.“

Immerhin muss sich die Mehrheit der untersuchten Speichersysteme in Bezug auf ihre Effizienz nicht verstecken. Sowohl die bewerteten AC-gekoppelten Systeme, als auch die DC-gekoppelten Systeme, haben einen mittleren SPI-Wert von 88,1% erreicht. Die drei besten Speichersysteme erreichen einen SPI von über 90%.

In der Veröffentlichung der Ergebnisse aus der Untersuchung wollten sich nur wenige Hersteller mit Namen nennen lassen. Nur 8 von 16 Speichersysteme aus dem Ergebnis sind namentlich genannt. Alle anderen wollten anonym bleiben. Für die Kunden ist das nicht hilfreich. Daher bleibt zu hoffen, dass sich dies bei der Stromspeicher-Inspektion im Jahr 2019 ändert.

Über den Autor

Andreas Kühl

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