20 Solarstromspeicher von insgesamt 14 Herstellern bewertete die Hochschule für Technik und Wirtschaft HTW Berlin in der Neuauflage ihres Speichertests. Neu in der Stromspeicher-Inspektion 2024: Acht Hybridwechselrichter und acht Batteriespeicher, unter anderem von Dyness, Goodwe, Hypontech, Kostal und Pylontech. 16 Heimspeichersystemen attestierte die Forschungsgruppe Solarspeichersysteme eine sehr gute Energieeffizienz. Lediglich drei Geräte konnten aufgrund hoher Umwandlungs- und Stand-by-Verluste nicht überzeugen.
Markt für PV-Anlagen und Heimspeicher in 2023 mehr als verdoppelt
Erfreulich ist: Auf rund 4 Prozent der deutschen Ein- und Zweifamilienhäuser wurde im Jahr 2023 eine neue PV-Anlage installiert. Eine Nennleistung zwischen 2 kW und 20 kW hatten insgesamt über 675.000 neu errichtete PV-Anlagen. Damit waren es in diesem Marktsegment mehr als doppelt so viele PV-Neuinstallationen wie im Jahr zuvor.
Der Heimspeichermarkt wuchs im gleichen Zeitraum um 150 Prozent auf über 530.000 neu installierte Batteriespeicher. Vier von fünf Speichersysteme wurden mit einem Hybridwechselrichter ausgestattet, der den Solar- und Batteriewechselrichter in einem Gerät vereint.
Studie bemängelt fehlerhafte Produktangaben
Im Rahmen der Stromspeicher-Inspektion 2024 wurden die Labormesswerte von 20 Lithium-Batteriesystemen analysiert.
Mit einem Batteriewirkungsgrad von 97,8 Prozent nimmt der Heimspeicher pulse neo 6 von Varta einen Spitzenplatz ein. Zum Vergleich: Einer der getesteten Batteriespeicher kam nur auf einen Wirkungsgrad von 87,9 Prozent – fast 10 Prozentpunkte unter dem Spitzenwert. Einen weiteren Bestwert erzielte der AC-gekoppelte Heimspeicher pulse neo 6 mit einem Stand-by-Verbrauch von lediglich 2 W. Im Durchschnitt benötigen die 20 getesteten Modelle im Stand-by-Modus eine Leistung von 13 W.
Dagegen bezieht der ineffizienteste Wechselrichter im Test bei entladenem Batteriespeicher beträchtliche 64 W aus dem Stromnetz. „Sein gemessener Stand-by-Verbrauch ist damit um den Faktor 10 höher als vom Hersteller auf dem Datenblatt angegeben. Aus Sicht der Verbrauchenden ist das besonders enttäuschend“, resümiert Cheyenne Schlüter, Mitautorin der Studie.
Abweichungen zwischen den Labormesswerten und Herstellerangaben identifizierten die Forschenden ebenfalls bei der Speicherkapazität: Ein vom Hersteller deklarierter 15-kWh-Batteriespeicher erreichte auf dem Prüfstand gerade einmal eine nutzbare Speicherkapazität von 13,3 kWh. Weitere Beispiele für eine mangelhafte Transparenz und Plausibilität der Datenblattangaben werden in der Studie aufgeführt.
Hohe Wechselrichterwirkungsgrade sind besonders wichtig
Erstmalig vergleicht die Stromspeicher-Inspektion in diesem Jahr anhand zusätzlicher Labortests des Austrian Institute of Technology (AIT) und des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) die Umwandlungseffizienz mehrerer Wechselrichter bei sehr geringer Auslastung. Warum das wichtig ist: In der Nacht und somit über mehrere tausend Stunden im Jahr liegt der Stromverbrauch von Haushalten typischerweise zwischen 100 W und 300 W.
Der Vergleich unterschiedlich effizienter 10-kW-Wechselrichter bei einer Leistungsabgabe von 200 W zeigt beachtliche Unterschiede auf: Während der Hybridwechselrichter Power Storage DC 10.0 von RCT Power mit einem Teillastwirkungsgrad von 92 Prozent herausragte, kam das Gerät mit der geringsten Umwandlungseffizienz im Test auf einen Wirkungsgrad von lediglich 71 Prozent. Soll dieser weniger effiziente Wechselrichter an die elektrischen Verbraucher im Haus 200 W abgeben, muss der Batteriespeicher demnach mit 282 W entladen werden. Somit gehen Umwandlungsverluste in Höhe von 82 W im Wechselrichter verloren. Beim hocheffizienten Wechselrichter sind es lediglich 17 W.
„Einfach gesagt: Je höher der Wechselrichterwirkungsgrad ist, desto höher ist der Nutzen des Batteriespeichers“, betont Johannes Weniger, Initiator der Stromspeicher-Inspektion. Vor allem Haushalten mit einem geringen nächtlichen Stromverbrauch rät die Studie bei der Wahl des Wechselrichters auf hohe Teillastwirkungsgrade zu achten.
Testsieger ist dreimal so effizient wie das Schlusslicht
Neben der Umwandlungseffizienz und dem Stand-by-Verbrauch beeinflussen zudem die Reaktionszeit und die Genauigkeit der Regelung die Gesamteffizienz der PV-Speichersysteme maßgeblich. Letztere wird im Rahmen der Stromspeicher-Inspektion mit dem System Performance Index (SPI) in den Leistungsklassen 5 kW und 10 kW bewertet. Der SPI eines PV-Speichersystems fasst die Effizienzverluste in einer Kennzahl zusammen und macht so verschiedene Speichersysteme vergleichbar.
Einen sehr guten SPI erreichten in diesem Jahr 16 der 20 getesteten Systeme. Auf dem Siegertreppchen in den beiden Leistungsklassen stehen Systemlösungen aus Hybridwechselrichtern und Hochvoltbatterien von RCT Power, Energy Depot, BYD, Fronius und Kostal. Die simulationsbasierte Systembewertung mit dem SPI erlaubt darüber hinaus, die finanziellen Auswirkungen der Effizienzverluste der getesteten Systeme zu ermitteln.
So zeigt sich beispielsweise, dass die hohen Verluste des ineffizientesten PV-Speichersystems der Studie die theoretisch erzielbaren Kosteneinsparungen um mehr als 270 Euro pro Jahr reduzieren. Im Vergleich dazu fallen die Gesamtverluste des Spitzenreiters von RCT Power dreimal geringer aus, wodurch er jährlich rund 180 Euro zusätzlich einspart.
Wie autark sind Eigenheime mit PV-Anlage und Batterie wirklich?
Dieser Frage ging die Forschungsgruppe der HTW Berlin mit Unterstützung der Unternehmen Eigensonne und Kostal auf Basis der Betriebsdaten von mehr als 100 PV-Speichersystemen nach. Die analysierten Privathaushalte reduzierten ihren jährlichen Strombezug aus dem Netz durch eine PV-Anlage mit Batteriespeicher von durchschnittlich 4900 kWh auf 1500 kWh. „Im Mittel versorgten sich die Eigenheime zu 70 Prozent selbst mit Solarstrom. In neun von zehn Haushalten kann der Batteriespeicher den Autarkiegrad um 18 bis 38 Prozentpunkte steigern.“, bilanziert Lucas