Solarthemen+plus. Die Effizienz von PV-Stromspeichern wird besser. Zumindest von denen, die die Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW) Berlin untersucht hat. Wer auf Klimaschutz Wert legt, darf nur einen hocheffizienten Speicher einsetzen. Denn schlechte Speichersysteme können sogar eine negative CO2-Bilanz haben.
In der zweiten Stromspeicher-Inspektion der Berliner Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW Berlin) haben fast alle untersuchten Speichersysteme einen System-Performance-Index (SPI) von mehr als 88 Prozent erreicht. Damit erzielten dieses Mal deutlich mehr Produkte Spitzenwerte als bei der ersten Stromspeicher-Inspektion im Vorjahr. Der SPI ist eine Kennzahl, die unterschiedliche Solarstrom-Speichereigenschaften zu einer Bewertung zusammenfasst und damit erst den Vergleich der Effizienz unterschiedlicher Batteriespeicher ermöglicht.
Speicherverluste schlagen zu Buche
Allein der Vergleich der maximalen Wirkungsgrade, die die Hersteller in ihren Datenblättern angeben, sagt noch nichts über die Effizienz eines Gesamtsystems aus, weil die Wirkungsgradkennlinien sehr unterschiedlich sind. Einige Speichersysteme sind bei einer Teillast zwischen 0,5 und 1 Kilowatt am besten, andere bei einer Nennlast von 3 Kilowatt. Wobei im durchschnittlichen Haushalt 0,5 Kilowatt viel häufiger auftreten als 3 Kilowatt. Hinzu kommt, dass allein ein hoher Batteriewirkungsgrad noch lange keine gute Gesamteffizienz garantiert. Denn die Umwandlungs- und Bereitschaftsverluste der Leistungselektronik schlagen in der Endabrechnung viel stärker zu Buche als Verluste der Batterie selbst.
Darum sind im SPI neben den Wirkungsgradkennlinien auch Eigenschaften wie Standby-Verluste, Einschwingzeiten und Regelungsabweichungen sowie die real nutzbare Speicherkapazität erfasst. Die Forscher ermitteln den SPI in einer Simulation auf der Basis von Labormesswerten, die zuvor unabhängige Prüflabore nach den Vorgaben des Effizienzleitfades gemessen haben.
Johannes Weniger von der Forschungsgruppe Solarspeichersysteme der HTW Berlin führt das insgesamt gute Ergebnis der Speicher-Inspektion 2019 darauf zurück, dass einige neue Produkte hinzugekommen und alte, weniger effiziente Speichersysteme vom Markt verschwunden sind. „Neue Solarstromspeicher sind besser als alte“, sagt der Forscher. Denn das Effizienzthema rücke bei den Herstellern immer mehr in den Mittelpunkt.
Am aktuellen Test hatten sich acht Hersteller mit 16 Solarstromspeichersystemen beteiligt. Solarforscher Weniger geht davon aus, dass damit gut die Hälfte des Marktes erfasst ist. Wie effizient der andere Teil der Solarspeicher auf dem Markt ist, weiß man nicht, solange diese Hersteller keine Daten nach dem Effizienzleitfaden für Untersuchungen zur Verfügung stellen. Weniger vermutet aber mit Verweis auf die Photovoltaik, dass die aktuelle Stromspeicher-Inspektion einer Untersuchung entspricht, in der man nur PV-Hochleistungsmodule miteinander vergliche.
Die höchsten SPI-Werte hat im Test neben dem Solarspeichersystem von Kostal mit BYD-Batterien das System von RCT Power erzielt. Alle Spitzenreiter sind DC-gekoppelte Hochvoltsysteme. Vor dem Schluss, dass DC-gekoppelte Speicher generell besser seien, warnt Experte Weniger allerdings. Im Vorjahr habe es auch schlechte DC-Systeme in der Stromspeicher-Inspektion gegeben. Auch entspreche „Hochvolt“ nicht automatisch „Hocheffizienz“. Auch da komme es auf die Abstimmung im Gesamtsystem an.
Im Rahmen der Stromspeicher-Inspektion haben sich die Berliner Forscher auch mit der Frage beschäftigt, was Solarstromspeicher für den Klimaschutz bringen. Dabei sind sie zu dem überraschenden Ergebnis gelangt, dass nur hocheffiziente PV-Speichersysteme CO2 einsparen. Bei weniger guten Batteriespeichern kann es passieren, dass eine negative CO2-Bilanz auftritt. Im Mittel verursacht laut Johannes Weniger eine Kilowattstunde Strom im deutschen Netz etwa 500 Gramm CO2. Mittags und an windreichen Tagen ist es mit viel PV- und Windstrom weniger, nachts und bei Flaute entsprechend mehr. Ein gutes PV-Speichersystem sorgt also dafür, dass zu Zeiten eines hohen CO2-Ausstoßes besonders klimaschädlicher Strom verdrängt wird. 35 kg CO2 pro Jahr kann ein hocheffizientes Speichersystem einsparen, so ein Simulationsergebnis. Anders das schlechte: Hohe Standby- und Umwandlungsverluste sorgen dann dafür, dass 92 kg CO2 im Jahr mehr ausgestoßen werden, als wenn es das Speichersystem gar nicht gäbe. Mehr als 5 Watt Standby-Verlust sollte darum kein PV-Speichersystem aufweisen. “
Text: Jens Peter Meyer
