Stromspeicher-Inspektion 2019

Bei der Stromspeicher-Inspektion 2019 handelt es sich um die zweite Ausgabe der Stromspeicher-Inspektion. Im Jahr 2019 haben sich acht Unternehmen mit Labormesswerten von insgesamt 16 Solarstromspeichersystemen an der Studie beteiligt. Sieben dieser Unternehmen entschieden sich für eine namentliche Nennung. Unabhängige Prüfinstitute sind verantwortlich für die Labortests entsprechend dem „Effizienzleitfaden für PV-Speichersysteme“.

Die Effizienz der PV-Speichersysteme bewerten die Forscher:innen mit dem System Performance Index (SPI). Das Ergebnis: Die Mehrzahl der Solarstromspeicher im Test überzeugte mit einer sehr guten Effizienz.

Vergleich der Systemeigenschaften

Die Studie vergleicht die Systemeigenschaften auf Basis von Labormessdaten gemäß dem Effizienzleitfaden. Dabei kommen folgende Effizienzeigenschaften der PV-Speichersysteme zum Tragen. Durch die Begrenzung der Leistungsaufnahme und -abgabe der Systemkomponenten kommt es zu Dimensionierungsverlusten. Des Weiteren fallen im Wechselrichter sowie im Batteriespeicher Umwandlungsverluste an. Hinzu kommen Verluste, die durch eine ungenaue und träge Regelung entstehen. Außerdem hat die Stand-by-Leistung der Komponenten Bereitschaftsverluste zur Folge.

„Die Stromspeicher-Inspektion schickt sich an zum jährlichen Speicher-TÜV der Branche zu werden.“
– Dittmar Koop, Journalist für erneuerbare Energien

Gesamtbewertung mit dem System Performance Index (SPI)

Die Bewertung der Solarspeichersysteme erfolgt simulationsbasiert. Dabei simulieren die Forscher:innen die Energieflüsse über ein Jahr und ermitteln dadurch den System Performance Index (SPI).

Das zugrundeliegende Referenzgebäude hat einen elektrischen Energieverbrauch von 5010 kWh/a und eine PV-Anlage mit 5 kW Nennleistung. Die einsekündigen Eingangsdaten der elektrischen Last sowie der Leistungsabgabe des PV-Generators sind dabei frei verfügbaren Datensätzen entnommen.

Der Systemvergleich beschränkt sich auf Systeme inkl. Batteriespeicher, die aufgrund der Wechselrichterdimensionierung für den Einsatz im Referenzgebäude in Frage kommen. Die Forscher:innen bewerteten die AC-gekoppelten Speichersysteme in Kombination mit dem PV-Wechselrichter SMA Sunny Boy 5.0.

Zusammenfassung der Kernergebnisse

• Ob Batteriesysteme in Wohngebäuden mit Photovoltaik-Anlagen die CO₂-Emissionen verringern, hängt entscheidend von der Höhe der Effizienzverluste ab.
• Die Umwandlungs- und Bereitschaftsverluste der Leistungselektronik dominieren die Gesamtsystemverluste.
• Ein hoher Batteriewirkungsgrad ist daher kein Garant für eine hohe Systemeffizienz.
• Viele der untersuchten Systeme können im Entladebetrieb einen sehr hohen mittleren Wechselrichterwirkungsgrad über 95 % vorweisen.
• Nahezu alle bewerteten Systemkonfigurationen erzielen einen sehr guten System Performance Index (SPI) über 88 %.
• Die Effizienzunterschiede zwischen den sehr guten Systemen sind vergleichsweise gering.
• Die SPI-Werte von baugleichen Systemen mit unterschiedlicher Speicherkapazität können sich um rund einen Prozentpunkt unterscheiden.
• Im Vergleich zur Stromspeicher-Inspektion 2018 haben sich mehr Anbieter an der Studie beteiligt, die mit einer hohen Systemeffizienz punkten können.

„Super erklärt, super aufbereitet, 30 Minuten Druckbetankung und Grundwissen für alle frei verfügbar.“
– Andreas Witt, staatlich geprüfter Techniker im photovoltaikforum.com

Fragen zur Effizienz von Photovoltaik-Speichersystemen

Neben dem Speichervergleich findet sich ebenfalls ein Kapitel in der Stromspeicher-Inspektion 2019, in dem die Wissenschaftler:innen weitverbreitete Fragen zur Effizienz von PV-Speichersystemen beantworten. Dabei standen folgende Fragen im Mittelpunkt:

• Weshalb sollte man auf sehr gute Umwandlungswirkungsgrade bei einer Leistungsabgabe von wenigen hundert Watt achten?
• Können AC-gekoppelte Systeme gegenüber DC-gekoppelten Systemen im Entladebetrieb höhere Wirkungsgrade erzielen?
• Wieso ist der maximale Umwandlungswirkungsgrad von unterschiedlichen Speichersystemen wenig vergleichbar?
• Weshalb ist eine schnelle und genaue Systemregelung von Bedeutung?
• Wieso ist ein geringer Stand-by-Verbrauch bei entladenem Batteriespeicher wichtig?
• Warum ist der Eigenverbrauchsanteil keine geeignete Kennzahl zur Bewertung der Effizienz von PV-Speichersystemen?
• Welchen Einfluss haben die Einspeisevergütung und der Netzbezugspreis auf den System Performance Index (SPI)?
• Wie wirkt sich die Wahl des verwendeten Lastprofils auf den System Performance Index (SPI) der untersuchten Systeme aus?
• Wodurch können im Betrieb weitere Verluste in PV-Speichersystemen auftreten?

Details zur Vorgehensweise und Methodik der Studie sind in der Stromspeicher-Inspektion 2018 zu finden.