Vergleich verschiedener Kennzahlen zur Bewertung der energetischen Performance von PV-Batteriesystemen

In Deutschland kommen PV-Anlagen für Eigenversorgungsanwendungen im Wohngebäudebereich zunehmend in Kombination mit Batteriesystemen zum Einsatz. In der Praxis lässt sich die elektrische Einbindung der Batteriespeicher durch unterschiedliche Systemtopologien realisieren. Weitverbreitet sind Systeme mit AC- und DC-Kopplung sowie PV-Generatorkopplung. Die verschiedenen Systemkonzepte wirken sich auf die Energieverluste und somit auf die erzielte Systemeffizienz aus. Bei der Auswahl eines geeigneten PV-Batteriesystems sollte daher dessen energetische Effizienz eines der zentralen Auswahlkriterien sein.

Batteriesystemdatenblätter sind noch schwer vergleichbar

Verlässliche Aussagen im Hinblick auf die Systemeffizienz sind auf Basis von Datenblattangaben derzeit kaum möglich. Die Interpretation der in den Datenblättern aufgeführten Effizienzangaben blieb bisher den Endkund:innen, Installateur:innen und Planer:innen überlassen. Mit dem Effizienzleitfaden für PV-Speichersysteme wird die Vorgehensweise zur messtechnischen Charakterisierung der Energieeffizienz von netzgekoppelten PV-Batteriesystemen erstmals vereinheitlicht. Aus den Labormessungen nach dem Effizienzleitfaden gehen zahlreiche Parameter hervor, die eine detaillierte Analyse der einzelnen Verlustfaktoren ermöglichen.

Die Vielzahl der Messergebnisse erschwert jedoch den Vergleich der Gesamteffizienz zwischen verschiedenen Produkten. Um PV-Batteriesysteme hinsichtlich der Energieeffizienz bewerten und vergleichen zu können, muss daher zusätzlich eine geeignete Kennzahl etabliert werden. Dabei besteht die Herausforderung darin, mit der Bewertungsgröße den Vergleich der Effizienz von Produkten mit unterschiedlicher Batterieanbindung (Systemtopologie) und unterschiedlicher Speicherkapazität zu ermöglichen.

Welche Kennzahl ist zum Vergleich der Speichersystemeffizienz geeignet?

In diesem Beitrag werden verschiedene Kennzahlen zur Bewertung der Systemeffizienz vorgestellt und im Hinblick auf Ihre Aussagekraft analysiert. Der Fokus liegt dabei auf Kennzahlen, die eine Bewertung der Betriebsergebnisse über einen Zeitraum von einem Jahr und mehr ermöglichen. Zunächst wird die Relevanz der unterschiedlichen Systemverluste exemplarisch anhand einer simulationsbasierten Analyse eines AC-gekoppelten PV-Batteriesystems aufgezeigt. Darauf aufbauend werden die Vor- und Nachteile der bisher verwendeten Kennzahlen beschrieben. Mit dem System Performance Index (SPI) wird eine neue Kennzahl vorgestellt, die den Vergleich verschiedener Systemtopologien ermöglicht und die Schwächen der bestehenden Kennzahlen umgeht. Anhand von Sensitivitätsanalysen wird abschließend gezeigt, welche Faktoren den SPI eines PV-Batteriesystems beeinflussen.