Photovoltaik: Nur vier Batterien mit Bestnoten im Stromspeicher-Test

Stromspeicher-Inspektion 2022 der HTW Berlin: Die Testsieger

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Von 21 Solarstromspeichern erreichen im Test der HTW Berlin vier PV-Speichersysteme die Bestnote A. Insgesamt arbeiten die Systeme immer effizienter.

Bereits zum fünften Mal hat die Forschungsgruppe Solarspeichersysteme der Hochschule für Technik und Wirtschaft HTW Berlin im Rahmen ihrer sogenannten Stromspeicher-Inspektion die Energieeffizienz von Photovoltaik-Speichersystemen für Privathaushalte untersucht. Dafür hat die HTW Berlin sämtliche Hersteller von Systemen oder Komponenten zur Speicherung von Solarstrom in Wohngebäuden zur Teilnahme an der Stromspeicher-Inspektion 2022 eingeladen. 14 Hersteller folgten dem Ruf der Uni und haben sich mit insgesamt 21 Systemen an der Stromspeicher-Inspektion 2022 beteiligt.

Die Energieeffizienz gehört laut HTW Berlin zu den wichtigsten Auswahlkriterien von Stromspeichern für Privathaushalte. Allerdings seien vergleichbare Effizienzparameter in den Datenblättern nur selten zu finden, was die Auswahl für Konsumenten entsprechend schwierig mache. Um für mehr Transparenz im Markt zu sorgen, hat die HTW Berlin den sogenannten System Performance Index (SPI) entwickelt, der, basierend auf Labormessdaten, die Speichersysteme in den jeweiligen Leistungsklassen (5 kW oder 10 kW) vergleichbar macht.

Und dass an einem solchen Wert großes Interesse besteht, zeigt schon die Tatsache, dass der Absatz von Stromspeichern in den letzten Jahren signifikant gestiegen ist. Während 2019 nur etwa 37 Prozent der neu installierten Photovoltaik-Anlagen mit einem Batteriespeicher kombiniert wurden, stieg dieser Anteil im letzten Jahr bereits auf 56 Prozent. Allein im Jahr 2021 wurden deutschlandweit über 130.000 Stromspeicher zusammen mit einer PV-Anlage neu installiert oder nachgerüstet – 2019 waren es nur 41.000.

Zu beachten ist, dass die SPIs für die Systeme mit 5 kW Leistung aufgrund unterschiedlicher Rahmenbedingungen nicht mit denen der 10-kW-Speicher vergleichbar sind. Im ersten Fall wurde ein Haushalt mit einem Strombedarf von 5010 kW pro Jahr und einer 5-kW-PV-Anlage untersucht. Der Referenzfall der 10-kW-Speichersysteme besteht aus einem Haushalt mit einer 10 kW starken Photovoltaikanlage und einem regulären Strombedarf von 5010 kWh pro Jahr, sowie 2664 kWh pro Jahr für eine Wärmepumpe und 1690 kWh pro Jahr für ein Elektroauto.

Für die Bewertung mit dem SPI (5 kW) wurden Speichersysteme berücksichtigt, deren nutzbare Speicherkapazität geringer als 8 kWh ausfällt. Für die Bewertung in der 10-kW-Klasse lag diese Grenze bei 16 kWh. Die Zuordnung der verschiedenen Speichersysteme in die jeweilige Klasse erfolgte anhand der im Labortest ermittelten nutzbaren Speicherkapazitäten. Dafür und zur Ermittlung des Batteriewirkungsgrads wurden sämtliche Testkandidaten auf dem Prüfstand mehrfach vollständig be- und entladen. Außerdem hat die HTW Berlin die aus dem Test ermittelten Daten zur nutzbaren Speicherkapazität mit den Angaben in den technischen Daten der Hersteller verglichen.

Die Angaben der Hersteller weichen von den Testergebnissen in den meisten Fällen lediglich -5 Prozent bis + 6 Prozent ab. Testkandidat K1 fiel mit einer Abweichung von -19 Prozent im Test deutlich stärker ab als im Datenblatt angegeben.

Als Testsieger in der Klasse SPI (5 kW) belegt der Vorjahressieger erneut Platz 1. Das siegreiche Stromspeichersystem basiert auf einem Hybridwechselrichter vom Typ Fronius Gen24 6.0 Plus und der Battery-Box Premium HVS von BYD. Auch in der Klasse SPI (10 kW) belegt der Vorjahressieger Power Storage DC 10.0 von RCT Power mit einem SPI von 95,1 Prozent 2022 erneut den ersten Rang. Aber auch die Stromspeichersysteme mit BYD-Batterien in Verbindung mit den Wechselrichtern von Kaco, Kostal und Goodwe überzeugten mit hervorragenden Ergebnissen.

Insgesamt hat die Effizienz bei den Testkandidaten in den letzten Jahren zugelegt. Während vor zwei Jahren nur zwei Systeme die höchste Effizienzstufe A erreichten, sind es 2022 sechs Lösungen. Weitere acht sehr effiziente Stromspeicherlösungen erreichen die Effizienzklasse B. Allerdings gibt es auch Ausreißer nach unten. Das System in der Effizienzklasse F, dessen Hersteller nicht genannt werden möchte, weist einen Gesamtverlust aus, der doppelt so hoch ist wie bei den Spitzenreitern von RCT Power und Fronius.

Je schlechter die Effizienz eines PV-Speichersystems, desto niedriger ist der Autarkiegrad. Dass die Effizienz eines Systems in der Praxis relevanter sein kann, als die nutzbare Speicherkapazität, zeigen die Messwerte des Spitzenreiters G2. Der für dieses System ermittelte Autarkiegrad liegt nur 1,5 Prozent unterhalb des theoretisch maximal möglichen Werts bei einem Speichersystem ohne Effizienzverlust. Und damit erreicht Testkandidat G2 eine höhere Autarkie als das weniger effiziente System J2, das aber über eine fast 3 kWh größere Speicherkapazität verfügt.

Wie wirkt sich nun der mittlere Wirkungsgrad eines Batteriesystems auf die jährlichen Kosteneinsparungen aus? Um diese Frage zu beantworten, hat die HTW Berlin Batteriesysteme in einem Wohngebäude mit einer Wärmepumpe und einem Elektroauto simuliert. Die Berechnungen erfolgten auf Basis der aktuellen Einspeisevergütung von 6,5 Cent pro kWh sowie der Kosten für Strom aus dem Netz mit 32 Cent pro kWh. Im Referenzfall ohne Photovoltaikanlage fallen Kosten für die mit 9363 kWh angesetzten Strommenge aus dem Netz in Höhe von rund 3000 Euro an. Bereits eine 10-kW-PV-Anlage ohne Speicher spart schon 1360 Euro an Strom. Mit einem AC-Nutzungsgrad von 45 Prozent, der etwa in Kombination mit Redox-Flow-Batterien erreicht wird, steigt der Kostenvorteil durch die Stromspeicherung nur um 310 Euro auf 1670 Euro. Ältere Lithium-Ionen-Varianten erreichen zum Teil nur einen AC-Nutzungsgrad von 65 Prozent und sorgen damit für eine Kostenersparnis von insgesamt 1830 Euro. Effiziente Lithium-Ionen-Systeme erzielen einen AC-Nutzungsgrad von 85 Prozent. Damit ist der durch die Stromspeicherung erzielte Kostenvorteil mit 590 Euro fast doppelt so hoch wie bei einem System mit 45 Prozent AC-Nutzungsgrad. Insgesamt spart ein System mit 85 Prozent AC-Nutzungsgrad in der Simulationen 1950 Euro, also fast zwei Drittel der Stromkosten.

Der finanzielle Vorteil durch den Einsatz hocheffizienter Speichersysteme könnten in Zukunft noch deutlich größer ausfallen. Bekanntlich sinkt die Einspeisevergütung, je mehr Photovoltaikanlagen installiert sind. Gleichzeitig steigen die Strompreise. TechStage hat bei der HTW Berlin nachgefragt, wie sich die skizzierten Marktbedingungen auf die Kostenvorteile durch Energiespeicher auswirken. Für die Berechnung hat die HTW Berlin eine Einspeisevergütung von drei Cent pro kWh sowie Stromkosten in Höhe von 50 Cent angenommen. Mit diesen Parametern würden sich die Kosteneinsparungen des hocheffizienten Batteriesystems mit einem AC-Systemnutzungsgrad von 85 Prozent fast verdoppeln. Statt 590 Euro Ersparnis gegenüber einer Photovoltaikanlage ohne Stromspeicher betragen sie in diesem Fall 1140 Euro.

Die Preise für Stromspeicher sinken seit Jahren. Aktuell zahlen Installateure pro kWh-Kapazität zwischen 520 und 1600 Euro, wobei die kleineren Systeme pro kWh am teuersten sind. Trotz fallender Preise lohnt sich ein Stromspeicher finanziell nur, wenn er bedarfsgerecht dimensioniert ist.

Nach den Analysen der HTW Berlin ist ein Stromspeicher nur sinnvoll, wenn die PC-Anlage ausreichend Stromüberschüsse produziert. Bei einer 10-kW-Anlage und einem angenommenen Strombedarf in Höhe von 4000 kWh pro Jahr sollte die nutzbare Speicherkapazität 6 kWh nicht überschreiten. Grundsätzlich gilt diese Dimensionierung auch bei einer größeren PV-Anlage von 20 kW, sofern der Strombedarf nicht größer als 4000 kW pro Jahr ausfällt.

Fallende Preise für Stromspeicher bei gleichzeitig steigenden Stromkosten und sinkender Einspeisevergütung dürften Energiespeicher für Photovoltaikanlagen in Zukunft noch populärer machen. Bereits im vergangenen Jahr wurden 57 Prozent der über 200.000 neuen Photovoltaikanlagen in Deutschland zusammen mit einem Speichersystem in Betrieb genommen. Zudem ergänzen auch immer mehr Betreiber von Photovoltaikanlagen ihr System mit einem Stromspeicher. 2021 wurden nach Angaben der HTW Berlin 16.000 Speichersysteme nachgerüstet.

In jedem Fall sollten Interessierte die Testergebnisse der jährlich durchgeführten Strom-Inspektion der HTW Berlin genau studieren und sich für ein möglichst effizientes Speichersystem für Photovoltaikanlagen entscheiden. Das ist nicht nur finanziell von Vorteil, sondern durch verminderte CO2-Emissionen auch aus ökologischer Sicht ratsam.

Wer sich generell für Technik rund um Strom interessiert, findet in unserem Themen-Schwerpunkt Solar nützliche Informationen. Zuletzt waren unter unseren Lesern die Beiträge "Gadgets gegen den Blackout: Strom erzeugen, Kochen und Filtern", "Ecoflow Delta im Test: USV, Solargenerator, Powerstation & Photovoltaik" und "Überall Strom mit Photovoltaik: Solar-Rucksäcke, Powerbanks & mehr" sehr beliebt.

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