Stromspeicher-Inspektion 2024: Es kommt auf den Wechselrichter an

06.02.2024 – In der Stromspeicher-Inspektion 2024 wurden 20 Solarstromspeicher von insgesamt 14 Herstellern bewertet. Neu dabei im Test sind acht Hybridwechselrichter und acht Batteriespeicher, unter anderem von Dyness, GoodWe, Hypontech, Kostal und Pylontech.

Auf dem Siegertreppchen 2024:
BYD, Energy Depot, Fronius, Kostal und RCT Power

Die Gesamteffizienz der PV-Speichersysteme wird im Rahmen der Studie mit dem System Performance Index (SPI) in den Leistungsklassen 5 kW und 10 kW bewertet. 16 Systeme erzielten dabei eine sehr gute Energieeffizienz. Lediglich drei Geräte konnten aufgrund hoher Umwandlungs- und Stand-by-Verluste nicht überzeugen.

In der oberen Leistungsklasse behauptete sich der Hybridwechselrichter Power Storage DC 10.0 mit der Power Battery 11.5 von RCT Power. Ein DC-gekoppeltes System von Energy Depot und ein Hybridwechselrichter von Fronius in Kombination mit der Battery-Box Premium HVS 10.2 von BYD komplettieren die Top 3. In der 5-kW-Leistungsklasse erzielten Geräte von RCT Power, Fronius und Kostal die höchste Gesamteffizienz. Bei allen 6 Testsiegern handelt es sich um Hybridwechselrichter in Kombination mit Hochvolt-Batterien.

Datenblätter nicht immer korrekt – auch beim Stand-by-Verbrauch

Die Labormesswerte der 20 analysierten Lithium-Batteriesysteme zeigten zum Teil deutliche Unterschiede: Einer der getesteten Batteriespeicher erzielt lediglich einen Wirkungsgrad von 87,9 Prozent, der fast 10 Prozentpunkte unter dem Spitzenwert liegt. Im Durchschnitt benötigen die 20 getesteten Heimspeicher im Stand-by-Modus eine Leistung von 13 Watt (W). Der Stand-by-Verbrauch des Varta pluse neo 6 beträgt lediglich 2 W. Dagegen bezieht das ineffizienteste System im Test bei entladenem Batteriespeicher beträchtliche 64 W aus dem Stromnetz.

Aus Sicht der Verbraucherinnen und Verbraucher besonders ernüchternd: Der gemessene Stand-by-Verbrauch des ineffizientesten Systems ist um den Faktor 10 höher als vom Hersteller auf dem Datenblatt angegeben. Dies verdeutlicht, dass die technischen Eigenschaften der Wechselrichter und Batteriespeicher auf Datenblättern nicht immer korrekt und transparent dargestellt werden.

Auf einen hohen Teillastwirkungsgrad achten

Erstmalig vergleicht die Stromspeicher-Inspektion anhand von Labortests des Austrian Institute of Technology (AIT) und des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT), die über den Status quo hinausgehen, die Effizienz mehrerer Wechselrichter bei sehr geringer Auslastung. Da der Stromverbrauch von Haushalten in der Nacht und somit über mehrere tausend Stunden im Jahr typischerweise zwischen 100 W und 300 W liegt, ist ein hoher Wirkungsgrad der Wechselrichter in diesem sogenannten Teillastbereich für die effiziente Nutzung des gespeicherten Solarstroms entscheidend.

Der Vergleich von zwei unterschiedlich effizienten 10-kW-Wechselrichtern bei einer elektrischen Last von wenigen hundert Watt verdeutlicht dies: Während der Hybridwechselrichter Power Storage DC 10.0 von RCT Power bei einer Leistungsabgabe von 200 W mit einem herausragenden Teillastwirkungsgrad von 92 Prozent überzeugt, erzielt das Gerät mit der geringsten Umwandlungseffizienz im Test unter gleichen Bedingungen lediglich einen Wirkungsgrad von 71 Prozent.

Bei einem typischen Stromverbrauch in der Nacht von 200 W liegt der Entladewirkungsgrad eines hocheffizienten Wechselrichters mehr als 20 Prozentpunkte über dem Wirkungsgrad eines weniger effizienten Geräts.

Warum ein hoher Wechselrichterwirkungsgrad wichtig ist, veranschaulicht ein Beispiel. Soll der hocheffiziente Wechselrichter an die elektrischen Verbraucher im Haus 200 W abgeben, muss der Batteriespeicher aufgrund von Umwandlungsverlusten im Wechselrichter von 17 W mit insgesamt 217 W entladen werden. Beim weniger effizienten Wechselrichter fallen die Umwandlungsverluste mit 82 W um den Faktor 4 höher aus. Die Batterie muss eine deutlich höhere Leistung bereitstellen, um die Verluste im Wechselrichter kompensieren zu können.

Vereinfacht ausgedrückt bedeutet dies: Je höher der Wechselrichterwirkungsgrad ist, desto höher ist auch der Nutzen des Batteriespeichers. Vor allem Haushalte mit einem geringen nächtlichen Stromverbrauch sollten bei der Wahl des Wechselrichters auf hohe Teillastwirkungsgrade achten, empfehlen die Studienautoren.

Zu 70 Prozent autark mit PV und Batteriespeicher

Ein weiterer Schwerpunkt der Studie befasst sich mit der Frage, wie autark Eigenheime mit PV-Anlage und Batterie im Betrieb sind. Mit Unterstützung der Unternehmen Eigensonne und Kostal wurden die Betriebsdaten von mehr als 100 PV-Speichersystemen analysiert. Wie die Ergebnisse der Analyse zeigen, reduzieren die Privathaushalte ihren jährlichen Strombezug aus dem Netz durch eine PV-Anlage im Mittel bereits um 2000 Kilowattstunden pro Jahr (kWh/a). Mit einem zusätzlichen Batteriespeicher halbiert sich der Netzbezug noch einmal und sinkt auf durchschnittlich 1500 kWh/a.

Einfamilienhaushalte mit PV-Anlage und Batteriespeicher erreichen im Mittel einen Autarkiegrad von 70 Prozent und können den Netzbezug durchschnittlich um 3400 kWh/a reduzieren. Tendenziell lässt sich beobachten, dass der Batteriespeicher den Autarkiegrad von sehr energiesparsamen Haushalten besonders stark beeinflusst.

Je weniger Strom Privathaushalte jährlich verbrauchen, desto höher ist ihr Autarkiegrad, den sie durch ein PV-Batteriesystem erreichen können.

Heimspeichermarkt wuchs 2023 um mehr als 150 Prozent

Die Studie trifft auch Aussagen zur Marktentwicklung für Photovoltaik-Speichersysteme. Demnach wurden im Jahr 2023 rund 675.000 PV-Anlagen auf Ein- und Zweifamilienhäusern errichtet, 79 Prozent davon gemeinsam mit einem Batteriespeicher. Ende des vergangenen Jahres gab es bereits 1,1 Millionen Solarstromspeicher in Deutschland, wovon über 530.000 Speicher im Jahr 2023 installiert wurden. Damit verdoppelte sich der Bestand an PV-Speichersystemen innerhalb von nur 12 Monaten.

Dabei hatten die im Jahr 2023 installierten Batteriespeicher eine nutzbare Speicherkapazität von durchschnittlich 8,6 kWh. Die kumulierte Speicherkapazität aller bis Ende 2023 installierten Heimspeicher lag bei 9 Gigawattstunden (GWh), wovon allein im Jahr 2023 4,6 GWh dazukamen. Die Leistung der neu installierten Batteriespeicher betrug insgesamt 3,1 GW.

Hybridwechselrichter dominieren

Die Anbindung an das PV-System erfolgte dabei vorrangig über einen Hybridwechselrichter: Mit einem Marktanteil von 82 Prozent dominierten Hybridwechselrichter den Heimspeichermarkt deutlich. AC-gekoppelte PV-Speichersysteme, die neben einem PV-Wechselrichter einen zusätzlichen Batteriewechselrichter benötigen, verlieren zunehmend an Marktrelevanz, so die Studie. hcn

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