Wirkungsgradrekorde von über 98 %

„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 an der HTW. 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.

Neuer Wirkungsgradrekord im Ladebetrieb von 98,2 %: Kostal Hybridwechselrichter Plenticore G3

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 Prozent. Folglich gehen 8 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 von KOSTAL. „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.

HTW Berlin fordert verlässlichere Datenblattangaben von der Solar- und Stromspeicherbranche

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 2 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 Watt. 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 6 Prozentpunkte unter dem Datenblattwert.

HTW-Studie bestätigt: Europäische Wechselrichterhersteller glänzen mit herausragender Systemeffizienz

Bei der Bewertung mit dem System Performance Index (SPI) verteidigen die Hybridwechselrichter der Hersteller RCT Power, Energy Depot, Fronius und Kostal ihre Spitzenposition. Die Forschungsgruppe Solarspeichersysteme bewertete die Energieeffizienz der Geräte in den zwei Leistungsklassen 5 kW und 10 kW. 10 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.

Neuer Energiemanagement-Test des KIT und der HTW Berlin zeigt die 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.