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Stromspeicher Inspektion kürt Testsieger 2021 und zeigt Techniktrends auf

© HTW© HTWBerlin - Allein 2020 wurden in Deutschland mehr als 160.000 PV-Anlagen mit einer Nennleistung kleiner als 20 kWp installiert. Davon wurde etwa die Hälfte der PV-Anlagen mit einem Batteriesystem kombiniert. In diesem dynamischen Marktumfeld hat die Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin (HTW Berlin) den Speichermarkt analysiert und die aktuellen Trends ermittelt.

Zur Teilnahme an der diesjährigen Ausgabe der Stromspeicher-Inspektion wurden alle Hersteller von Systemen zur Speicherung von Solarstrom in Wohngebäuden eingeladen. 15 Unternehmen beteiligten sich mit Labormesswerten von insgesamt 20 Systemen. Die teilnehmenden Hersteller haben 2020 mehr als 60 Prozent der in Deutschland installierten Speichersysteme ausgeliefert. 13 Hersteller haben der Veröffentlichung ihrer Ergebnisse unter Angabe der Produktnamen zugestimmt.

Systemeffizienz der Speichersysteme nimmt zu
Nicht nur die Anzahl der in Deutschland installierten Photovoltaik-Batteriesysteme steigt deutlich, sondern auch ihre Energieeffizienz. Das ist ein Ergebnis der Forschungsgruppe Solarspeichersysteme der HTW Berlin in der Stromspeicher-Inspektion 2021. Die Effizienzbewertung der Stromspeichersysteme mit dem System Performance Index (SPI) baut auf Labormessdaten auf. Hierzu wurden die 20 Systeme auf die Leistungsklassen 5 Kilowatt peak (kWp) und 10 kWp aufgeteilt. 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 Prozent durch. Fronius, Kaco und Kostal haben nach HTW-Angaben ebenfalls mit einem hervorragenden SPI (10 kWp) abgeschnitten. „Insgesamt konnten wir 13 Stromspeichersystemen eine sehr gute Systemeffizienz bescheinigen“, so Prof. Dr. Volker Quaschning, Professor für Regenerative Energiesysteme an der HTW Berlin und Mitautor der Studie.

Die Wissenschaftler 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 Prozent.

Sechs aktuelle Techniktrends im Markt für Batteriespeicher
Neben Aussagen zur Systemperformance wurden in der Stromspeicher-Inspektion 2021 sechs Techniktrends im Batteriespeichermarkt ermittelt:

So hat sich der bereits seit mehreren Jahren zu beobachtende Trend hin zu Batterien mit höheren Speicherkapazitäten fortgesetzt. Dies ist zurückzuführen auf die Verwendung von größeren Batteriemodulen sowie zunehmend größere Batteriezellen, die verbaut werden. Der Einsatz von größeren Batteriezellen geht mit erhöhten Anforderungen an die Strombelastbarkeit der Batterieeingänge der Wechselrichter einher. Daher sind auch mehr leistungsfähigere Wechselrichter mit hohen max. Lade-und Entladeströmen erhältlich.

Durch die Verwendung von Leistungshalbleitern auf Siliziumkarbid-Basis steigt die zunehmende Verbreitung von hocheffizienten Wechselrichtern. Ein weiterer Trend ist der wachsende Anteil von Hybridwechselrichtern, d.h. PV-Wechselrichtern mit integriertem Batterieanschluss an, die alle leistungselektronischen Systemkomponenten in einem Gerät bündeln.

Die Analyse der am Markt erhältlichen PV-Speichersysteme macht darüber hinaus deutlich, dass zunehmend flexiblere Systemkonzepte in Bezug auf die PV- und Batterieeinbindung gefragt sind. Neben den Trends im Bereich der Speichersystemtechnik kommen zusätzlich zu den etablierten Lithium-Ionen-Batterien auch vermehrt alternative Batterietechnologien auf den Markt, die häufig als umweltfreundlichere und nachhaltigere Systemlösungen beworben werden.

Systemauslegung: HTW rät zu möglichst großen PV-Anlagen
In einem weiteren Schwerpunkt der Studie gehen die Autoren häufig gestellten Fragen zur Auslegung von Photovoltaik-Speichersystemen nach. Insbesondere Besitzer von Eigenheimen mit einer Wärmepumpe oder einem Elektroauto raten sie zur Errichtung einer möglichst großen PV-Anlage mit einer Leistung von mind. 10 kWp. Denn eine 10-kWp-Photovoltaik-Anlage, die etwa 50 bis 60 Quadratmeter des Hausdachs belegt, kann jährlich vier bis fünf Tonnen CO2 vermeiden. „Je mehr Solarstrom auf dem Dach produziert wird, desto größer ist auch der eigene Beitrag zum Klimaschutz“, so Prof. Quaschning. Vor diesem Hintergrund sollten alle geeigneten Dachflächen zur Produktion von Solarstrom genutzt werden.


Die Stromspeicher-Inspektion wird in den kommenden drei Jahren in dem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) geförderten Projekt „Perform“ fortgeführt. Bis Ende 2021 können sich Speicherhersteller an der nächsten Ausgabe des Speichervergleichs beteiligen.


© IWR, 2021


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14.06.2021

 



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