Stromspeicher-Inspektion 2021: Neue Rekorde aufgestellt
Die HTW Berlin hat zum vierten Mal seit 2018 ihre jährliche Stromspeicher-Inspektion vorgelegt. Die verglichenen Anlagen wurden auch in der vierten Folge immer besser.
Laut des Bundesverbands Solarwirtschaft (BSW-Solar) wuchs die Zahl der Solarstromspeicher das dritte Jahr in Folge um rund 50 %. Fakt ist, dass der neue Photovoltaik-(PV)-Boom immer weniger vom Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG), sondern vom Thema Eigenstrom und Sektorkopplung getrieben wird. Der massive Zubau an Stromspeichern ist ein Indikator auf dem PV-Markt. Im vergangenen Jahr hat der Speichermarkt davon profitiert, dass sich einerseits doppelt so viele Eigenheimbesitzer eine Photovoltaikanlage angeschafft haben als im Vorjahr und andererseits jeder zweite von ihnen gleich noch in einen Solarstromspeicher investierte.
Allein im Eigenheimbereich sind im vergangenen Jahr nach BSW-Schätzungen rund 88.000 neue Solarstromspeicher in Deutschland installiert worden. Mitte März 2021 lieferte der Bundesverband Energiespeicher Systeme (BVES) dann die Zahl von aktuell 300.000 Heimspeichern und damit einen Zubau von über 100.000 Anlagen binnen eines Jahres. Auch für Unternehmen werden die Batterien zunehmend interessanter. Nach BSW-Angaben dürfte dazu beitragen, dass seit Jahresbeginn dreimal mehr Solarstrom selbst verbraucht werden darf, ohne dass Betreiber von Solarstromanlagen dafür eine EEG-Umlage abführen müssen.
Stromspeicher-Inspektion ist eine wichtige Größe
Doch wie bei der Vielzahl der mittlerweile am Markt verfügbaren Geräte einen Überblick bekommen bzw. die Qualitäten einschätzen können? Zwar haben BSW und BVES gemeinsam vor Jahren bereits einen Effizienzleitfaden für PV-Speichersysteme herausgebracht, um eine bessere Vergleichbarkeit der Systeme zu fördern, und dieser ist auch eine der Grundlagen der nachfolgend beschriebenen Speicher-Inspektion, doch sind entsprechende Datenblätter oft in ihren Angaben immer noch sehr verschieden bzw. undurchsichtig.
Sehr hilfreich ist deshalb die Stromspeicher-Inspektion der Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin (HTW Berlin), die nun bereits das vierte Jahr in Folge erschien. Das Team um den renommierten Erneuerbare-Energien-Professor Volker Quaschning setzt sich jedes Jahr zum Ziel, möglichst viele Solarstromspeicher/Wechselrichterkombinationen zu untersuchen, sie objektiv zu vergleichen und am Ende ein Ranking aufzustellen. Da die Hersteller umfangreiches Datenmaterial zur Verfügung stellen müssen, die Teilnahme freiwillig ist und mancher vielleicht auch den Vergleich scheut, bewegt sich das getestete Teilnehmerfeld in den letzten Jahren bei um die 20 Speicher, aber es kommen immer wieder auch neue Anbieter hinzu, die in den vergangenen Jahren noch nicht dabei waren.
Blick in den Stromspeicher-Markt
In diesem Jahr sind es 15 Unternehmen mit insgesamt 20 Systemen. Laut des Bonner Marktforschungsinstituts EUPD vereinen sie rund 60 % Marktanteil auf sich, unter ihnen sind bekannte Namen wie Sonnen, E3/DC, Varta, BYD, Fronius, IBC Solar oder auch Kaco, Kostal und Viessmann. Zwar sind einige andere bekannte Unternehmen immer noch nicht dabei oder nicht mehr, aber erfreulich ist auch, dass inzwischen die meisten Teilnehmer auch Farbe bekennen (13 von 15) und nicht anonym bleiben wollen, was ihnen die Speicherinspektion grundsätzlich erlaubt. Insofern ist ein Anspruch auf Vollständigkeit im Teilnehmerfeld nicht erforderlich, um für zentrale Leitgrößen/Parameter (z. B. Effizienz, Stand-By-Verbräuche oder Einschwingzeiten) und technologische Entwicklungen (z. B. höhere Speicherkapazitäten, Hybridwechselrichter, permanent steigende Wechselrichter-Effizienzen aufgrund neuer Halbleitermaterialien) eine marktrepräsentative Aussagekraft zu erhalten. Denn auch ein weiterer Wert der Speicherinspektion ist, dass sie über die mittlerweile gesammelten Auswertungen über die Jahre die technischen Weiterentwicklungen am Speichermarkt dokumentieren kann. Außerdem wirft sie einen Blick in die Zukunft, indem sie Trends beschreibt.
Zentrale Ergebnisse der Stromspeicher-Inspektion
Was sind nun die zentralen Ergebnisse im neuen Bericht? Eine Aussage lässt sich überordnen: Solarstromspeicher/Wechselrichter sind ein weiteres Mal noch besser geworden. Effizienzrekorde, im vergangenen Jahr aufgestellt, wurden in diesem weiter geknackt.
Die 20 mit dem System Performance Index (SPI, s. u.) bewerteten Stromspeichersysteme sind in den Leistungsklassen 5 Kilowatt peak (kWp) und 10 kWp gegeneinander angetreten. Den höchsten SPI (5 kWp) erreichte der Hybridwechselrichter Fronius Primo GEN24 6.0 Plus gemeinsam mit der BYD Battery-Box Premium HVS 7.7.
In der größeren Leistungsklasse setzte sich das Gerät Power Storage DC 10.0 von RCT Power mit einem SPI (10 kWp) von 95,1% durch und stellte damit einen neuen Effizienzrekord auf. Fronius, Kaco und Kostal schnitten ebenfalls mit einem hervorragenden SPI (10 kWp) ab. „Insgesamt konnten wir 13 Stromspeichersystemen eine sehr gute Systemeffizienz bescheinigen“, resümiert Volker Quaschning.
Die Forscher begründen die häufig verbesserten Wechselrichterwirkungsgrade unter anderem mit dem vermehrten Einsatz von Siliziumkarbid-Leistungshalbleitern. Die effizientesten Systeme erreichen dadurch über einen weiten Leistungsbereich Wirkungsgrade oberhalb von 97%. Des Weiteren ist ein Trend hin zu Hybridwechselrichtern zu erkennen, die alle leistungselektronischen Komponenten in einem Gerät vereinen.
Sechs Techniktrends im Speichermarkt
Insgesamt zeigt die Stromspeicher-Inspektion 2021 sechs Techniktrends im Speichermarkt auf. Diese sind laut HTW:
- Größere Batteriespeicher;
- Leistungsfähigere Wechselrichter;
- Effizientere Wechselrichter;
- Mehr Hybridwechselrichter;
- Flexiblere Systemkonzepte;
- Neue Batterietechnologien.
Auch die Skizzierung/Beschreibung dieser Trends macht die Inspektion zu einer wertvollen Lektüre – die überdies auch seitenmäßig angenehm konzentriert ist (30 Seiten), zudem natürlich die Transparenz, die sich über das beschreibende Vorgehen der Forscher ergibt.
System Performance Index SPI
Zu den HTW-Eigenentwicklungen zählt auch der System Performance Index (SPI). Eine Kennzahl, die zur Bewertung und zum Vergleich der Energieeffizienz von PV-Speichersystemen dient, indem das Betriebsverhalten einer Anlage über den Zeitraum von einem Jahr simuliert wird. Der SPI wird für zwei Referenzklassen ermittelt:
- Referenzfall 1 für den SPI ist eine PV-Anlage mit 5 kWp Leistung und ein Haushalt, der 5010 kWh Strom pro Jahr verbraucht.
- Referenzfall 2 für den SPI ist eine doppelt so große PV-Anlage, 10 kWp, dazu ein Haushalt, der 5010 kWh Strom im Jahr verbraucht, aber zudem auch noch eine Wärmepumpe betreibt (+ 2664 kWh/a) und ein Elektroauto fährt (+ 1690 kWh/a).
Wie der SPI konkret berechnet wird und welche Größen darin einfließen, ist in der ersten HTW-Speicherinspektion 2018 beschrieben. Diese, wie alle bis heute folgenden auch, gibt es zum Download.
Vorurteil widerlegt, positives Fazit
Speichersystemen mit größeren Wechselrichtern wird oft nachgesagt, dass sie bei kleinen Leistungen nur geringe Wirkungsgrade vorweisen können. Die Messergebnisse gleich mehrerer 10-kW-Geräte konnten diese Pauschalaussage jedoch wiederholt widerlegen. Solche Anlagen sind interessant für Hausbesitzer, die nicht nur ihre Haushaltsgeräte, sondern z.B. auch ein Elektroauto oder eine Wärmepumpe mit Solarstrom versorgen möchten.
Insgesamt zieht die Studie ein positives Fazit: Bei der Entwicklung von neuen Speichersystemen wird laut HTW immer häufiger auf geringe Speicherverluste geachtet. Durch den Fokus auf hohe Wirkungsgrade im Teillastbereich und geringe Standby-Verbräuche konnten viele Hersteller die Effizienz ihrer Produkte weiter verbessern. Die Autoren resümieren, dass es technisch ausgereifte Speichersysteme am Markt erhältlich gibt, die mit immer höheren Effizienzen überzeugen.
Dittmar Koop ist Journalist für erneuerbare Energien und Energieeffizienz.
