IEFE-Messbericht zeigt: Schweizerisch-deutscher Photovoltaik-Speicher gehört zu den Besten auf dem Markt
Für die Firmen KACO new energy und Energy Depot hat das ZHAW-Institut für Energiesysteme und Fluid-Engineering (IEFE) ein Photovoltaik-Speichersystem ausgemessen. Die Resultate sorgten an der Stromspeicher-Inspektion der Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin für Furore.
2021 hat die Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin, kurz HTW, bereits zum vierten Mal die besten Photovoltaik-Stromspeichersysteme gekürt. Bei der neusten Ausgabe der Stromspeicher-Inspektion mit dabei: 20 Systeme, 15 Hersteller, vier Nationen. Eines der Systeme: Der Hybridwechselrichter «blueplanet hybrid 10.0 TL3» des deutschen Herstellers KACO new energy in Kombination mit dem Batteriespeicher «DOMUS 2.5» der Schweizer Firma Energy Depot.
Das IEFE für unabhängige Messungen
Damit die Hersteller der Speichersysteme an der Stromspeicher-Inspektion teilnehmen konnten, musste für jedes System ein unabhängiger Messbericht erstellt werden. Hier kommt das ZHAW-Institut für Energiesysteme und Fluid-Engineering (IEFE) ins Spiel. Andreas Schellenberg ist wissenschaftlicher Assistent in der IEFE-Forschungsgruppe Elektrische Speichersysteme und Leistungselektronik unter der Leitung von Andreas Heinzelmann. Schellenberg sagt: «Die Firma Energy Depot kam auf uns zu mit der Bitte, ihr Batteriesystem zusammen mit dem Hybridwechselrichter von KACO new energy auszumessen.»
Anfang dieses Jahres machte sich Schellenberg an die Arbeit. Im institutseigenen Batteriespeicher- und Photovoltaiklabor installierte er den Wechselrichter und die Batterien, verkabelte die Geräte mit einem Photovoltaik-Simulator und führte die komplexen Messungen am Gesamtsystem aus.
«Damit unsere Messungen den internationalen Ansprüchen genügen, sind wir strikt nach dem Effizienzleitfaden der Stromspeicher-Inspektion vorgegangen», so Schellenberg. Das heisst: Mit dem Simulator bildeten die IEFE-Forscher anhand von vorgeschriebenen Anhaltspunkten den Betrieb eines ganzen Jahres und damit alle relevanten Zustände nach. Sie ermittelten die gesuchten Kennzahlen zu Ladung und Entladung der Batterie, zu Wirkungsgraden oder zur Reaktionszeit auf Last- und Erzeugungsänderungen. Das Resultat ihrer Bemühungen: ein fixfertiger Messbericht, den das IEFE an die HTW in Berlin weiterleiten konnte. «Wir haben es unseren Partnern so erst möglich gemacht, an der Stromspeicher-Inspektion teilzunehmen.»
«Sehr gute Systemeffizienz» und die beste Reaktionszeit
Anhand der Messergebnisse aller Institute hat die HTW Berlin für jedes der 20 Systeme den System Performance Index, kurz SPI, berechnet. Das Ergebnis für das vom IEFE ausgemessene System: ein SPI von rund 94 Prozent und damit der drittbeste Wert aller Bewerber – als eines von nur fünf Systemen wurde dasjenige von KACO new energy und Energy Depot in die Effizienzklasse A eingeteilt. Prof. Dr. Volker Quaschning, Professor für Regenerative Energiesysteme an der HTW Berlin und Mitautor der Studie, attestiert der deutsch-schweizerischen Koproduktion «eine sehr gute Systemeffizienz».
Das vom IEFE ausgemessene System überzeugte nicht nur mit dem sehr hohen SPI, sondern auch mit der Reaktionszeit. Die Autoren der Studie zur Stromspeicher-Inspektion schreiben, das System punkte «mit einer exzellenten Einschwingzeit von lediglich 0,3 s». Auch wenn sich Andreas Schellenberg bewusst ist, dass er und seine Kollegen weder am Wechselrichter noch an der Batterie mitgearbeitet haben, sagt er: «Die hervorragende Performance des Systems wurde durch unsere Messungen aufgezeigt.»
Eine kurze Reaktionszeit bringt entscheidende Vorteile
Die Bedeutung der kurzen Reaktionszeit von Batteriesystemen hat auch die IEFE-Forschungsgruppe Photovoltaiksysteme unter der Leitung von Franz Baumgartner in einem Report des PVPS Task 13 der Internationalen Energieagentur IEA belegt. Franz Baumgartner: «Dort haben wir den Nespresso-Test eingeführt. Er zeigt, dass sehr langsame Batteriesysteme am Markt beim Einschalten der Nespresso-Maschine den Batteriestrom erst liefern können, wenn schon 80 Prozent des Kaffees erzeugt wurde, allerdings mit konventionellem Netzstrom.»
Die Inspektion als Schaufenster zur Öffentlichkeit
Die Messergebnisse sind in mehrerer Hinsicht erfreulich für die an der Zusammenarbeit beteiligten Parteien. Andreas Schellenberg sagt: «Für KACO new energy und für Energy Depot war und ist es wichtig, im Ranking mit dabei zu sein, weil es von Privathaushalten sowie Elektroinstallateuren und -planern zur Entscheidungsfindung genutzt wird.» Die Stromspeicher-Inspektion zeige Käuferinnen und Käufern genauso wie der Fachwelt auf, welche Systeme am besten performten.
Ähnlich wie für die beiden Herstellerfirmen KACO new energy und Energy Depot ist es auch für das ZHAW-Institut für Energiesysteme und Fluid-Engineering ein echter Leistungsausweis, bei der Stromspeicher-Inspektion mitgewirkt zu haben. Die beteiligten Testinstitute waren das Austrian Institute of Technology (AIT), das Karlsruher Institut für Technologie, das TÜV Süd, die Universität Kassel – und eben das IEFE.
Das ZHAW-Institut ist damit das einzige aus der Schweiz, das Messungen für die HTW Berlin gemacht hat. Franz Baumgartner, Leiter des ZHAW-Studiengangs Energie- und Umwelttechnik und Photovoltaikexperte, sagt dazu: «Heute erhalten die Kundschaft und die Fachwelt mit der Stromspeicher-Inspektion die Resultate der besten unabhängigen Institute zu diesen kommerziellen Produkten, wozu das IEFE entscheidend beigetragen hat.»
Baumgartner ist überzeugt davon, dass die heutigen Spitzenreiter in Zukunft, wenn mehr Solarbatteriesysteme in sonnenarmen Stunden Strom liefern, ihren Vorsprung weiter ausbauen werden. «Schön, wenn Firmen mit Wurzeln in der Schweiz hier einen Beitrag leisten können.»