Lithium-, Salzwasser- und Hochtemperaturbatterien im Test

Erstmals analysierte sie zusammen mit dem Karlsruher Institut für Technologie KIT auch sogenannte Salzwasser- und Hochtemperaturbatterien. Das Fazit: In puncto Energieeffizienz sind Lithium-Ionen-Batterien den alternativen Batterietechnologien derzeit noch deutlich überlegen.

Der für den Klimaschutz erforderliche Photovoltaik-Ausbau wird nur erfolgreich sein, wenn auch deutlich mehr effiziente Stromspeichersysteme installiert werden. Neben den etablierten Lithium-Ionen-Batterien stehen weitere Batterietechnologien in den Startlöchern. Wie effizient die Alternativen sind, untersuchten Forschende der Hochschule für Technik und Wirtschaft HTW Berlin und des Karlsruher Instituts für Technologie KIT in der Studie Stromspeicher-Inspektion 2023. Das Ergebnis: In Natrium-Ionen- und Natrium-Nickelchlorid-Batterien treten im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien noch deutlich höhere Verluste auf. Die Labortests belegen, dass die Speicherverluste der Natrium-Nickelchlorid-Batterien um das Siebenfache höher sind als die der Lithium-Ionen-Batterien. Ebenfalls verbesserungswürdig ist die geringe Leistungsfähigkeit der Natrium-Ionen-Batterien, die zudem mit sinkendem Ladezustand linear abnimmt. Weitere technische Unterschiede und Optimierungspotenziale der verschiedenen Batterietechnologien zeigen die Forschenden in der neuen Studie auf.

Hoher Marktanteil der Lithium-Ionen-Batterietechnologie

Die aktuelle Dominanz der Lithium-Ionen-Batterietechnologie spiegelt sich auch in ihrem beachtlichen Marktanteil in Deutschland wider: 98 Prozent der rund 200 000 Heimspeichersysteme, die im vergangenen Jahr installiert wurden, waren Lithium-Systeme. Die Anzahl der Neuinstallationen stieg 2022 im Vergleich zum Vorjahr insgesamt um 44 Prozent. Besonders im Trend sind dabei Lithium-Eisenphosphat-Batterien, wie die HTW Berlin in ihrer Analyse des Speichermarkts zeigt. Innerhalb von fünf Jahren verdoppelten Lithium-Eisenphosphat-Batterien ihren Anteil auf knapp 70 Prozent im Jahr 2022. Des Weiteren beobachten die Forschenden der HTW Berlin eine rasante Marktentwicklung der Hybridwechselrichter. Drei von vier Photovoltaik-Speichersystemen wurden im Jahr 2022 mit einer DC-Anbindung des Batteriespeichers realisiert. Vor vier Jahren führten noch AC-gekoppelte Batteriesysteme den deutschen Heimspeichermarkt an.

Energieeffizienz von Solarstromspeichern bewertet

In einem weiteren Schwerpunkt der Stromspeicher-Inspektion 2023 bewertete die HTW Berlin die Energieeffizienz von Solarstromspeichern – seit 2018 zum sechsten Mal in Folge. Die Forschungsgruppe Solarspeichersysteme prüfte 18 Speichersysteme von 11 Unternehmen, darunter namhafte Hersteller wie BYD, Fronius, Kostal, Varta und Viessmann. Mit einem exzellenten Wechselrichterwirkungsgrad im Entladebetrieb von 97,8 Prozent punktete RCT Power im Effizienztest. Der Hybridwechselrichter von Kaco beeindruckte hingegen mit einer Einschwingzeit von unter 200 Millisekunden. Mit diesen Werten stellten die beiden Hersteller nicht nur neue Rekorde auf, sondern verbesserten obendrein den System Performance Index (SPI) ihrer Produkte. Die an der HTW Berlin entwickelte Bewertungsgröße dient als Grundlage für den Effizienzvergleich der Geräte.

Die Stromspeicher-Inspektion 2023 entstand im Projekt „Perform“, das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördert wird.

Die Studie finden Sie hier.