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HTW Berlin und KIT testen Stromspeicher: Lithium-Ionen-Batterien unangefochten

© HTW Berlin© HTW BerlinBerlin – Der rasche Ausbau der Photovoltaik in Deutschland ist eine wichtige Säule zur Dekarbonisierung des Stromsektors. Zusätzlich werden in Zukunft aber auch deutlich mehr effiziente Stromspeichersysteme erforderlich sein. Wie es um die aktuelle Energieeffizienz der Batterietechnologien steht, wurde in der Studie Stromspeicher-Inspektion 2023 untersucht.

Die Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin (HTW Berlin) und das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben neben Lithium-Ionen-Batterien auch alternative Batterietechnologien mit Blick auf die Energieeffizienz untersucht. Das Ergebnis fällt eindeutig aus.

Stromspeicher-Inspektion: Lithium-Ionen-Batterien nochklar vor alternativen Speichersystemen
Wie effizient Batterie-Alternativen im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien mittlerweile sind, das wollten Forschende der HTW Berlin und des KIT wissen. Das Ergebnis der Stromspeicher-Inspektion 2023: In Natrium-Ionen- und Natrium-Nickelchlorid-Batterien treten im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien noch deutlich höhere Verluste auf. Die Labortests belegen, dass die Speicherverluste der Natrium-Nickelchlorid-Batterien um das Siebenfache höher sind als die der Lithium-Ionen-Batterien. Ebenfalls verbesserungswürdig ist danach die geringe Leistungsfähigkeit der Natrium-Ionen-Batterien, die zudem mit sinkendem Ladezustand linear abnimmt.

Hohe Marktanteile der Lithium-Ionen-Batterien – Lithium-Eisenphosphat im Trend
Die aktuelle Dominanz der Lithium-Ionen-Batterietechnologie spiegelt sich auch in ihrem beachtlichen Marktanteil in Deutschland wider: 98 Prozent der rund 200 000 Heimspeichersysteme, die im vergangenen Jahr installiert wurden, waren Lithium-Systeme, so ein Ergebnis der Studie. Die Anzahl der Neuinstallationen stieg 2022 im Vergleich zum Vorjahr insgesamt um 44 Prozent.

Besonders im Trend sind danach Lithium-Eisenphosphat-Batterien, wie die HTW Berlin in ihrer Analyse zeigt. Innerhalb von fünf Jahren verdoppelten Lithium-Eisenphosphat-Batterien ihren Anteil auf knapp 70 Prozent im Jahr 2022. Des Weiteren beobachten die Forschenden eine rasante Marktentwicklung der Hybridwechselrichter. Drei von vier Photovoltaik-Speichersystemen wurden im Jahr 2022 mit einer DC-Anbindung des Batteriespeichers realisiert. Vor vier Jahren führten noch AC-gekoppelte Batteriesysteme den deutschen Heimspeichermarkt an.

Energieeffizienz: Hocheffiziente PV-Speichersysteme sparen bis zu 1.700 Euro
Die HTW Forschenden untersuchten wiederum die Energieeffizienz von Solarstromspeichern - seit 2018 zum sechsten Mal in Folge. Die Forschungsgruppe „Solarspeichersysteme“ prüfte 18 Speichersysteme von 11 Unternehmen, darunter namhafte Hersteller wie BYD, Fronius, Kostal, Varta und Viessmann. Mit einem exzellenten Wechselrichterwirkungsgrad im Entladebetrieb von 97,8 Prozent punktete RCT Power im Effizienztest.

Der Hybridwechselrichter von Kaco beeindruckte hingegen mit einer Einschwingzeit von unter 200 Millisekunden, so das Ergebnis. Mit diesen Werten stellten die beiden Hersteller nicht nur neue Rekorde auf, sondern verbesserten obendrein den System Performance Index (SPI) ihrer Produkte. Die an der HTW Berlin entwickelte Bewertungsgröße dient als Grundlage für den Effizienzvergleich der Geräte.

„Wie bereits in den vergangenen Jahren stehen erneut nur Hybridwechselrichter in Kombination mit Hochvolt-Batterien auf dem Siegertreppchen“, resümiert Johannes Weniger, Initiator der Stromspeicher-Inspektion. Insgesamt konnten die Forschenden in diesem Jahr sieben Systemen die höchste Effizienzklasse A attestieren. Ein weiteres Vergleichsergebnis: wer auf ein hocheffizientes Photovoltaik-Speichersystem setzt, kann innerhalb der ersten zehn Betriebsjahre bis zu 1700 € zusätzlich einsparen.

Stromspeicher-Inspektor: Online-Tool für Privatpersonen
Um Privatpersonen bei der Suche nach einem effizienten Heimspeicher zu unterstützen, entwickelte die Forschungsgruppe den Stromspeicher-Inspektor, der auf den Ergebnissen der Studie aufbaut. „Mit unserem neuen Online-Tool können Interessierte die wichtigsten Effizienzeigenschaften der Speichersysteme noch einfacher vergleichen“, sagt Michaela Zoll, wissenschaftliche Mitarbeiterin in der Forschungsgruppe Solarspeichersysteme. Der Stromspeicher-Inspektor wird ab sofort kontinuierlich um Produktneuheiten erweitert und macht diese somit schneller vergleichbar.

© IWR, 2023


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