Solarstromforschung Neue Effizienzkennzahl für Solarstromspeicher

Wie findet man den richtigen Solarstromspeicher? Die klassischen Angaben zum Systemwirkungsgrad helfen dabei nicht weiter. Nun haben Wissenschaftler eine neue Effizienzkennzahl entwickelt, um die Energieeffizienz von Photovoltaik-Batteriesystemen vergleichbar zu machen.

Mit Solarstromspeichern lassen sich Stromnetze stabilisieren. Deshalb sind sie wichtig zum Gelingen der Energiewende. Wie effizient und wirkungsvoll die einzelnen Stromspeicher arbeiten, kann allerdings auf Basis von klassischen Systemwirkungsgrad-Angaben nicht ermittelt werden.

Deshalb haben Wissenschaftler von der HTW Berlin im Rahmen des Forschungsprojekts Laura eine neue Effizienzkennzahl entwickelt, den System Performance Index (SPI). Die simulationsbasierte Vergleichsgröße bewertet den ökonomischen Systemnutzen. Damit macht sie die Energieeffizienz von Photovoltaik-Batteriesystemen mit unterschiedlicher Batterieanbindung (Systemtopologie) und unterschiedlicher Batteriegröße vergleichbar.

Einfluss des Energie-Managements

Neben den Regelungs-, Dimensionierungs- und Umwandlungsverlusten berücksichtigt der SPI auch die Einflüsse des Energie-Managements und des Bereitschaftsbetriebs. Dazu werden mittels Computersimulationen detailliert die Leistungsflüsse des jeweiligen Systems berechnet. Als Eingangsparameter dienen die Labormesswerte, die auf Basis des branchenweit anerkannten »Effizienzleitfadens für PV-Speichersysteme« ermittelt werden.

Im Anschluss werden in der Simulation die Betriebsergebnisse des realen Systems mit denen eines identischen, aber verlustfreien Systems über den Zeitraum von einem Jahr verglichen. Der SPI setzt die realisierte Kosteneinsparung ins Verhältnis zum theoretischen Einsparungspotenzial des verlustfreien Systems. Daraus lässt sich ableiten, wie stark die Energieverluste und die Speicherregelung die Ausgaben für den Netzbezug erhöhten und die Einnahmen aus der Netzeinspeisung verringern.

Es kann also die Energieeffizienz von Photovoltaik-Speichersystemen verglichen werden – egal ob sie auf der Wechselstromseite, auf der Gleichstromseite oder direkt an die Photovoltaikanlage gekoppelt sind.

Geringe Abhängigkeit von der Speicherkapazität

Die Abhängigkeit des SPI von der Speicherkapazität ist nur gering. Alle anderen Bewertungsgrößen hängen stärker von der Speicherkapazität ab. Deshalb lässt sich die Kennzahl zum Effizienz-Vergleich von PV-Batteriesystemen mit unterschiedlicher Speicherkapazität heranziehen, und somit zur Systemoptimierung beitragen.

Langfristig könnte der SPI nicht nur in der Systementwicklung, sondern auch in der Produktauswahl und Anlagenplanung eingesetzt werden. Dies hoffen zumindest die am Projekt Laura beteiligten Wissenschaftler.

Weiterführende Informationen zum SPI.