Bewertung der Performance von Stromspeichersystemen

Abstract

Mit dem Einsatz von prognosebasierten Ladestrategien können Solarstromspeicher in Wohngebäuden netzdienlich zur Mittagszeit laden und Abregelungsverluste minimieren. Die verzögerte Ladung im Vergleich zu herkömmlichen Ladestrategien wirkt sich zudem positiv auf die Lebensdauer der Lithium-Ionen-Batteriespeicher aus. Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurde erstmalig eine Methodik zur ganzheitlichen Bewertung der Performance (Energieeffizienz und Energiemanagement) von Batteriesystemen in Verbindung mit Stromspeichersystemen entwickelt. Dabei wurden 6 Solarspeichersysteme parallel und unter identischen Testbedingungen mit und ohne prognosebasiertem Energiemanagement betrieben. Die Ergebnisse verdeutlichen, dass die Qualität der Ladestrategien nicht ausschließlich anhand der Abregelungsverluste verglichen werden sollte, da sich erst am Netzanschlusspunkt die positiven als auch negativen Auswirkungen des Energiemanagements auf den Energieaustausch mit dem Netz zeigen. In einem weiteren Schwerpunkt wurden ein Natrium-Ionen- und ein Natrium-Nickelchlorid-Batteriesystem analysiert. Die untersuchten alternativen Batteriesysteme sind im Vergleich zu Lithium-Ionen-Systemen von deutlich höheren Effizienzverlusten geprägt. Vor allem die hohe AC-Energieaufnahme aus dem Netz, hohe Batteriespeicherverluste und niedrige Lade- und Entladeleistungen beeinträchtigen die Performance der alternativen Batteriesysteme. Darüber hinaus ist die Energiedichte dieser Batterietechnologien im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien teilweise deutlich geringer. Im Rahmen der Stromspeicher-Inspektion 2022, 2023, 2024 und 2025 wurden die Systemeigenschaften von 46 unterschiedlichen Systemen von 25 Herstellern analysiert. Die Ergebnisse zeigen, dass viele europäische Wechselrichterhersteller mit herausragender Systemeffizienz punkten können. Allerdings tragen nicht alle Unternehmen zur Transparenz im Speichermarkt bei und veröffentlichen Effizienzmessungen von ihren Systemen. With the use of forecast-based charging strategies, solar power storage systems in residential buildings can charge at midday in a way that benefits the grid and minimises curtailment losses. Compared to conventional charging strategies, delayed charging also has a positive effect on the lifetime of lithium-ion battery storage systems. As part of the research project, a methodology for the holistic evaluation of the performance (energy efficiency and energy management) of solar systems in conjunction with electricity storage systems was developed for the first time. Six solar storage systems were operated in parallel and under identical test conditions with and without forecast-based energy management. The results show that the quality of charging strategies should not be compared solely on the basis of curtailment losses, as the positive and negative effects of energy management on energy exchange with the grid only become apparent at the grid connection point. In another focus of the project, a sodium-ion and a sodium-nickel chloride battery system were analysed. Compared to lithium-ion systems, the alternative battery systems examined are characterised by significantly higher efficiency losses. In particular, high AC energy consumption from the grid, high battery storage losses and low charging and discharging power affect the performance of the alternative battery systems. In addition, the energy density of these battery technologies is in some cases significantly lower than that of lithium-ion batteries. As part of the 2022, 2023, 2024 and 2025, the system properties of 46 different systems from 25 manufacturers were analysed. The results show that many European inverter manufacturers score highly in terms of outstanding system efficiency. However, not all companies contribute to transparency in the storage market and publish efficiency measurements for their systems.