Webinar
Wirkungsgradunterschiede im Teillastbetrieb
In diesem Vortrag erklärt Dr.-Ing. Johannes Weniger die Relevanz der Teillastwirkungsgrade von Hybridwechselrichtern.
Die zentrale Aufgabe eines PV-Batteriesystems ist es, die tagsüber anfallenden solaren Stromüberschüsse zu speichern und in den Abend- und Nachtstunden zur Versorgung des Haushalts bereitzustellen. Je nach Verhalten der Nutzer:innen und technischer Ausstattung der Haushalte können sich die Lastprofile insbesondere tagsüber deutlich voneinander unterscheiden. In den Nachtstunden fällt meist nur die sogenannte Grundlast an.
Verbrauchsverhalten von 28 Einfamilienhäusern untersucht
Zur Analyse des nächtlichen Verbrauchsverhaltens wurden die elektrischen Lastprofile von 28 Einfamilienhäusern verglichen. Die Messdaten wurden vom Institut für Solarenergieforschung in Hameln (ISFH) in einer Einfamilienhaussiedlung in der Gemeinde Emmerthal in Niedersachen erfasst. Mithilfe des für den Standort berechneten Sonnenstandes lässt sich der Haushaltsstrombedarf in dem Zeitraum, an dem die Sonne bereits untergegangen ist, ermitteln.
Für 3 exemplarische Haushalte mit einem ähnlichen Jahresstromverbrauch zeigt die Häufigkeitsverteilung der elektrischen Haushaltslast mit einer Klassenbreite von 50 W in den Nachtstunden, dass der Strombedarf von Haushalt 8 in 2950 h der 4353 Nachtstunden unter 200 W liegt. Bei Haushalt 19 liegt er hingegen in 3357 Nachtstunden zwischen 150 W und 350 W. Der Haushaltsstrombedarf im Haushalt 22 fällt wiederum leicht unterschiedlich aus. Hier treten in der Nacht insbesondere Leistungsflüsse zwischen 150 W und 250 W auf.
Nachts: Häufig nur Lasten unter 300 Watt
Die Häufigkeitsverteilung der nächtlichen Last von drei weiteren, vom Jahresstrombedarf allerdings stark unterschiedlichen Haushalten gibt zu erkennen, dass der Leistungsbedarf in der Nacht tendenziell mit dem jährlichen Energiebedarf ansteigt. Während bei dem Einfamilienhaus mit einem Strombedarf von 2160 kWh/a der Anteil der Leistungen zwischen 50 W und 150 W etwa 59 % der nächtlichen Leistungsflüsse ausmacht, sind es in den gleichen Leistungsklassen bei Haushalt 9 mit dem mehr als doppelt so hohen Strombedarf lediglich 13 %. Der Strombedarf in der Nacht ist von geringen Leistungsflüssen geprägt. Im Durchschnitt liegen 72 % der Leistungsflüsse der betrachteten Haushalte in der Nacht unter 300 W.
Erstmalig vergleicht die Stromspeicher-Inspektion 2024 anhand von Labortests des Austrian Institute of Technology (AIT) und des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT), die über den Status quo hinausgehen, die Effizienz mehrerer Wechselrichter bei sehr geringer Auslastung. Da der Stromverbrauch von Haushalten in der Nacht und somit über mehrere tausend Stunden im Jahr typischerweise zwischen 100 W und 300 W liegt, ist ein hoher Wirkungsgrad der Wechselrichter in diesem sogenannten Teillastbereich für die effiziente Nutzung des gespeicherten Solarstroms entscheidend.
