02.02.2024, 15:12 Uhr

Stromspeicher-Inspektion 2024: Ineffiziente Wechselrichter verringern Nutzen von Heimspeichersystemen drastisch

Berlin - Im Jahr 2023 wurden in Deutschland über 1 Mio. PV-Anlagen mit einer Leistung von über 14.000 MW neu in Betrieb genommen. Im Zuge des PV-Booms ist auch der Heimspeichermarkt weiter kräftig um 150 Prozent auf über 530.000 neu installierte Batteriespeicher gewachsen. Damit rückt die Effizienz der Systeme zunehmend in den Fokus. Ein aktueller Test zeigt beträchtliche Unterschiede.

Die Hochschule für Technik und Wirtschaft HTW Berlin hat in der Neuauflage ihres Speichertests 20 Lithium-Batteriesysteme von insgesamt 14 Herstellern bewertet. Auf der Agenda standen Labortests von Parametern wie Batteriewirkungsgrad, Stand-by-Verbrauch, Umwandlungseffizienz im Teillastbetrieb, Reaktionszeit und Genauigkeit der Regelung sowie die Gesamteffizienz der PV-Speichersysteme.

Tester bemängeln fehlerhafte Produktangaben einiger Speicherhersteller

Im Rahmen der Stromspeicher-Inspektion 2024 analysierten die Forschenden der HTW Berlin die Labormesswerte der Systeme. Mit einem Batteriewirkungsgrad von 97,8 Prozent nimmt der Heimspeicher Pulse Neo 6 von Varta einen Spitzenplatz ein. Zum Vergleich: Einer der getesteten Batteriespeicher lag mit einem Wirkungsgrad von 87,9 Prozent fast 10 Prozentpunkte unter dem Spitzenwert.

Einen weiteren Bestwert erzielte der AC-gekoppelte Heimspeicher von Varta zudem mit einem Stand-by-Verbrauch von lediglich 2 W. Im Durchschnitt benötigen die 20 getesteten Modelle im Stand-by-Modus eine Leistung von 13 W. Dagegen bezieht der ineffizienteste Wechselrichter im Test bei entladenem Batteriespeicher beträchtliche 64 W aus dem Stromnetz.

„Sein gemessener Stand-by-Verbrauch ist damit um den Faktor 10 höher als vom Hersteller auf dem Datenblatt angegeben“, so Studien-Mitautorin Cheyenne Schlüter. Abweichungen zwischen den Labormesswerten und Herstellerangaben identifizierten die Forschenden ebenfalls bei der Speicherkapazität: Ein vom Hersteller deklarierter 15-kWh-Batteriespeicher erreichte auf dem Prüfstand gerade einmal eine nutzbare Speicherkapazität von 13,3 kWh.

Hohe Wirkungsgrade bei Entladeleistungen von wenigen hundert Watt besonders wichtig

Erstmalig wurde in der Stromspeicher-Inspektion in diesem Jahr anhand zusätzlicher Labortests des Austrian Institute of Technology (AIT) und des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) die Umwandlungseffizienz mehrerer Wechselrichter bei sehr geringer Auslastung im Teillastbetrieb verglichen. Dieser Aspekt ist relevant, da in den Nachtstunden und damit über mehrere tausend Stunden im Jahr der Stromverbrauch von Haushalten typischerweise in einem Leistungsbereich zwischen 100 W und 300 W liegt. Im Test zeigte der Vergleich unterschiedlich effizienter 10-kW-Wechselrichter bei einer Leistungsabgabe von 200 W beachtliche Unterschiede auf: Während der Hybridwechselrichter Power Storage DC 10.0 von RCT Power mit einem Teillastwirkungsgrad von 92 Prozent herausragte, kam das Gerät mit der geringsten Umwandlungseffizienz im Test auf einen Wirkungsgrad von lediglich 71 Prozent. Wenn dieser weniger effiziente Wechselrichter an die elektrischen Verbraucher im Haus 200 W abgeben soll, muss der Batteriespeicher demnach mit 282 W entladen werden, im Wechselrichter gehen somit Umwandlungsverluste in Höhe von 82 W verloren. Beim hocheffizienten Wechselrichter sind es lediglich 17 W. Vor allem Haushalten mit einem geringen nächtlichen Stromverbrauch raten die Studienautoren daher, bei der Wahl des Wechselrichters auf hohe Teillastwirkungsgrade zu achten.

Testsieger dreimal so effizient wie das Schlusslicht

Neben der Umwandlungseffizienz und dem Stand-by-Verbrauch beeinflussen zudem die Reaktionszeit und die Genauigkeit der Regelung die Gesamteffizienz der PV-Speichersysteme maßgeblich. Letztere wird im Rahmen der Stromspeicher-Inspektion mit dem System Performance Index (SPI) in den Leistungsklassen 5 kW und 10 kW bewertet. Der SPI eines PV-Speichersystems fasst die Effizienzverluste in einer Kennzahl zusammen und macht so verschiedene Speichersysteme vergleichbar.

Einen sehr guten SPI erreichten in diesem Jahr 16 der 20 getesteten Systeme. Auf dem Siegertreppchen in den beiden Leistungsklassen stehen Systemlösungen aus Hybridwechselrichtern und Hochvoltbatterien von RCT Power, Energy Depot, BYD, Fronius und Kostal. Die simulationsbasierte Systembewertung mit dem SPI erlaubt darüber hinaus, die finanziellen Auswirkungen der Effizienzverluste der getesteten Systeme zu ermitteln. So zeigt sich beispielsweise, dass die hohen Verluste des ineffizientesten PV-Speichersystems der Studie die theoretisch erzielbaren Kosteneinsparungen um mehr als 270 Euro pro Jahr reduzieren. Im Vergleich dazu fallen die Gesamtverluste des Spitzenreiters von RCT Power dreimal geringer aus, wodurch er jährlich rund 180 Euro zusätzlich einspart.

Über die Stromspeicher-Inspektion

In dem jährlichen Stromspeichertest vergleicht und bewertet die Forschungsgruppe Solarspeichersysteme der HTW Berlin die Energieeffizienz von PV-Batteriesystemen. Seit 2018 beteiligten sich daran 30 Hersteller mit insgesamt 82 Speicherlösungen. Um Privatpersonen bei der Suche nach einem passenden und effizienten Heimspeicher zu unterstützen, entwickelte die HTW Berlin im vergangenen Jahr den Stromspeicher-Inspektor. Mit der Web-App können die wichtigsten Effizienzeigenschaften der analysierten Speichersysteme verglichen werden.

Quelle: IWR Online