Bild 1: Ranking der Stromspeicher-Inspektion in der 10-kW-Klasse; Quelle: HTW Berlin
Mit der Stromspeicher-Inspektion untersucht die Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin (HTW) Betriebsverhalten und Wirkungsgrade von Stromspeichern (Bild 1). Dabei werden jährlich bestimmte Konfigurationen von Speichern und Wechselrichtern untersucht und in einem Ranking bewertet. Nun ist mit der Web-App Stromspeicher-Inspektor eine weitere Planungs- und Auswahlhilfe hinzugekommen.
Bei der Stromspeicher-Inspektion 2025 wurden insgesamt 22 Solarstromspeicher von 17 Herstellern untersucht. Neu dabei waren acht Geräte, unter anderem von Fox ESS, Fronius, Kostal und SAX Power. Dank technologischer Innovationen erzielen der Hybridwechselrichter Plenticore G3 von Kostal sowie das Batteriesystem »Home Plus« von SAX Power neue Wirkungsgradrekorde im Lade- und Entladebetrieb.
98 % mit Multi-Level-Technologie
Bild 2: Versuchsaufbau zur Prüfung der Multi-Level-Technologie am KIT; Quelle: KIT
»Im Rahmen der Stromspeicher-Inspektion haben wir seit 2018 bereits über 90 Photovoltaik-Batteriesysteme verglichen und bewertet. In unserem neuesten Stromspeicher-Vergleich ist erstmals ein Batteriesystem mit der Multi-Level-Technologie vertreten«, erklärt Dr.-Ing. Johannes Weniger, Experte für Solarstromspeicher. Was das System SAX Power Home Plus von üblichen Batterie- und Hybridwechselrichtern unterscheidet: Jeder Batteriezellstrang ist mit einem eigenen Leistungsschalter ausgestattet. Die 24 im Gerät verbauten Batteriezellstränge können dadurch individuell im Bruchteil einer Sekunde zu- und abgeschaltet werden. Am Ausgang des Batteriesystems überlagern sich die Spannungen der aktivierten Zellstränge zu einer sinusförmigen Wechselspannung. Gegenüber herkömmlichen Wechselrichtern ermöglicht das Multi-Level-Konzept geringere Umwandlungsverluste im Lade- und Entladebetrieb. Über den gesamten Arbeitsbereich erzielt das AC-gekoppelte Batteriesystem SAX Power Home Plus die höchsten bisher in der Stromspeicher-Inspektion ermittelten Wirkungsgrade.
Um das System überhaupt testen zu können, musste das KIT zwischen der Elektronikplatine und den 24 Batteriezellsträngen insgesamt 24 DC-Messwandler platzieren (Bild 2).
Wirkungsgradrekord im Ladebetrieb
Bild 3: Der PV-Wechselrichter Plenticore G3 M10 belegte bei den Hybridgeräten mit der höchsten Effizienz den ersten Platz; Quelle: Kostal
Im Gegensatz zu AC-gekoppelten Batteriesystemen sind bei DC-gekoppelten Systemen alle leistungselektronischen Komponenten im Hybridwechselrichter vereint. Einer der 18 getesteten Hybridwechselrichter erreichte auf dem Prüfstand im Ladebetrieb lediglich einen mittleren Wirkungsgrad von nur 92 %. Folglich gehen acht Prozent der Solarleistung beim Laden der Batterie als Abwärme im Hybridwechselrichter verloren. Bei diesem weniger effizienten Gerät fallen die Umwandlungsverluste um mehr als das Vierfache höher aus als beim Spitzenreiter Plenticore G3 M 10 (Bild 3).
»Die IMS-Leiterplattentechnologie ermöglicht es uns, die Abwärme der Siliziumkarbid-Leistungshalbleiter auf der Platine besser abzuführen. Dadurch konnte eine höhere Leistungsdichte auf gleichem Raum realisiert werden. Der Vorteil davon: Durch geringere Bauteiltemperaturen unserer leistungsstarken Batterieanbindung sinken die Umwandlungsverluste in unserem neuen Hybridwechselrichter«, erklärt Andreas Forck, Senior Manager R&D PV Electronics bei Kostal.
Forderung nach verlässlicheren Datenblattangaben
Bild 4: Rangfolge und Effizienzklassen der mit dem SPI (10 kW) bewerteten Systeme ; Quelle: HTW Berlin
In Datenblättern sind in der Regel nur die maximalen Wirkungsgrade der Wechselrichter zu finden. Diese Werte bestimmen die Hersteller in unterschiedlichen Betriebspunkten unter idealen Prüfbedingungen. In der Stromspeicher-Inspektion 2025 zeigt die HTW Berlin auf, wie stark die Wirkungsgradangaben der Hersteller von den Labormesswerten abweichen. Zwei anonym teilnehmende Hersteller geben auf ihren Datenblättern einen um zwei Prozentpunkte zu hohen maximalen Wechselrichterwirkungsgrad an. »Die Maximalwerte auf den Datenblättern suggerieren geringe Umwandlungsverluste, die im Betrieb jedoch selten erreicht werden«, erläutert Nico Orth, der als wissenschaftlicher Mitarbeiter an der HTW Berlin die Stromspeicher-Inspektion mitverantwortet.
Seine Einschätzung unterstreicht folgendes Beispiel: In der Nacht liegt der Strombedarf von Einfamilienhäusern häufig nur bei 100 W. Ein weniger effizientes System, dessen maximaler Wirkungsgrad auf dem Datenblatt mit über 98 % angegeben ist, erreicht in diesem Betriebspunkt einen Umwandlungswirkungsgrad von lediglich 54 %. Der Batteriespeicher muss folglich 186 W (Gleichstromleistung) bereitstellen, damit 100 W (Wechselstromleistung) bei den elektrischen Verbrauchern im Haus ankommen. Auch die Angaben der Hersteller zum Energieinhalt der Batteriespeicher sind in zwei Drittel der untersuchten Fälle zu optimistisch. Bei vier Geräten lag die im Labor ermittelte nutzbare Speicherkapazität sogar um mehr als sechs Prozentpunkte unter dem Datenblattwert.
Europäische Wechselrichter mit besserer Systemeffizienz
Bei der Bewertung mit dem System Performance Index (SPI) verteidigen die Hybridwechselrichter der Hersteller RCT Power, Energy Depot, Fronius und Kostal ihre Spitzenposition (Bild 4). Die Forschungsgruppe Solarspeichersysteme bewertete die Energieeffizienz der Geräte in den zwei Leistungsklassen 5 kW und 10 kW. Zehn Systemen attestierten die Forscher die höchste Effizienzklasse A. Neben den europäischen Anbietern sind lediglich die Hersteller Goodwe und Fox ESS unter den Spitzenreitern vertreten. Überrascht waren die HTW-Forscher darüber, dass sich zwei Unternehmen trotz sehr guter Effizienzergebnisse für die anonyme Teilnahme an der Studie entschieden.
Vorteile von prognosebasiert ladenden Heimspeichern
Zusammen mit dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) vergleicht die HTW Berlin im Rahmen der Stromspeicher-Inspektion 2025 erstmals anhand eines neu entwickelten Tests die Qualität von prognosebasierten Energiemanagementsystemen. Unter anderem Fenecon, Kostal, Sonnen und RCT Power stellten sich dem Test. Alle Energiemanagement-Testergebnisse sind in der 89-seitigen Studie zu finden. Die Stromspeicher-Inspektion 2025 entstand im Projekt »Perform«, das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördert wird.
Stromspeicher-Inspektor entwickelt
Bild 5: Der Stromspeicher-Inspektor hilft bei der Suche nach einem passenden und effizienten Solarstromspeicher; Quelle. HTW Berlin
Um bei der Suche nach einem effizienten Heimspeicher zu unterstützen, haben die Spezialisten der HTW Berlin den Stromspeicher-Inspektor entwickelt (Bild 5). Das Online-Tool (https://solar.htw-berlin.de/rechner/stromspeicher-inspektor/) baut auf den Ergebnissen der Stromspeicher-Inspektion 2025 auf und vereinfacht den Vergleich von PV-Speichersystemen führender Hersteller. Für den Vergleich zweier Solarstromspeicher wählen Nutzer zunächst per Mausklick die beiden Produkte aus, für die sie sich interessieren. Mit einem Klick auf den Button »Systeme vergleichen« erhält man im Anschluss eine Übersicht mit den wichtigsten Effizienzeigenschaften der beiden Stromspeicher.
Jedes Jahr laden die Forscher alle Speicherhersteller zur Teilnahme an dem Speichertest ein. Entscheidet sich ein Hersteller für die Teilnahme, wird dessen Batteriespeichersystem zunächst von einem unabhängigen Prüfinstitut nach den Vorgaben des sogenannten Effizienzleitfadens vermessen. Die Ergebnisse der Tests werden von der HTW Berlin auf Plausibilität geprüft.
Die zusätzliche Effizienzbewertung der Systeme erfolgt mit dem System Performance Index (SPI), auf dem auch die Effizienzklassifizierung A bis G aufbaut. Die teilnehmenden Unternehmen erhalten vor der Veröffentlichung der Stromspeicher-Inspektion die Ergebnisse des Speichervergleichs, aus denen das eigene Abschneiden innerhalb der Bandbreite der analysierten Systeme hervorgeht. Im Anschluss können sich die Hersteller entscheiden, ob ihre Ergebnisse mit oder ohne Angabe der Produktbezeichnung veröffentlicht werden soll.
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