KIT: Preis-Leistungs-Verhältnis ist völlig intransparent

Speichermarkt wird immer unübersichtlicher

Nach dem Sicherheitsleitfaden geprüft: Der für den EES-Award nominierte Speicher "MyReserve". © Solarwatt

Beim Umgang mit Sicherheitsaspekten von Lithium-Ionen-Speichern hat sich etwas getan, Preise und Leistungsfähigkeit sind aber nach wie vor intransparent.

Das Angebot an Speichersystemen für Solarstrom wächst rasant, das wird gerade in diesen Tagen deutlich. Zahlreiche Anbieter von Solartechnik haben angekündigt, dass sie auf der Branchenmesse Intersolar nächste Woche in München neue Speicherprodukte zeigen werden. Mit der Produktvielfalt wächst auch die Unübersichtlichkeit des Marktes. Längst nicht jedes Produkt ist gut, manches sogar gefährlich, warnte das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) bereits im Vorfeld der Intersolar 2014 und sorgte damit für Unruhe in der Branche. Inzwischen ist Vieles besser geworden, berichtet Olaf Wollersheim, der am KIT zusammen mit Andreas Gutsch das Projekt Competence E leitet. Gerade was die Preisbildung anbelangt sei aber nach wie vor "viel Nebel im Gelände".

"Wir haben den Eindruck, dass der Aspekt Sicherheit seit der vergangenen Intersolar bei den Herstellern deutlich an Bedeutung gewonnen hat", sagte Wollersheim im Gespräch mit EnBauSa.de. 2014 hatte das KIT die Branche mit Berichten über die mangelnde Qualität vieler auf dem Markt erhältlicher Lithium-Ionen-Akkus aufgeschreckt. Inzwischen hätten mehrere Branchenverbände und Prüforganisationen gemeinsam einen Sicherheitsleitfaden entwickelt, der klare Schutzziele enthält und Prüfinstituten als Grundlage für eine Zertifizierung dient. Der Leitfaden wurde im Herbst 2014 veröffentlicht. Zu den Anbietern, denen die Einhaltung der darin enthaltenen Vorgaben bereits von einem unabhängigen Prüfinstitut bescheinigt wurde, gehört etwa Sonnenbatterie. 

Auch der für den EES-Award nominierte Batteriespeicher "MyReserve" von Solarwatt wurde nach dem neuen Sicherheitsleitfaden für Lithium-Ionen-Hausspeicher getestet. "MyReserve" ist mit 4,4 kWh, 6,6 kWh, 8,8 kWh und 11 kWh Speicherkapazität erhältlich und basiert dem Hersteller zufolge auf der Lithium-Ionen-Technologie mit komplett neuartiger Leistungselektronik. Der Bruttoendkundenpreis des kleinsten Stromspeichers (4,4 kWh)  liegt bei UVP 5.499 Euro. "Das System ist damit deutlich günstiger als vergleichbare Batteriespeicher", sagt der kaufmännische Geschäftsführer von Solarwatt, Carsten Bovenschen. "MyReserve" wird direkt zwischen PV-Anlage und PV-Wechselrichter an den Gleichstromkreis (DC) angeschlossen und ist gleichzeitig kompatibel zu gängigen Fotovoltaik-Wechselrichtern, ohne mit diesen kommunikativ gekoppelt zu sein. Der Stromspeicher erreicht so einen Roundtrip-Wirkungsgrad von 93 Prozent.

"Die Prüfkriterien, die auf Basis des Sicherheitsleitfadens entwickelt worden sind, sind sehr streng. Ein so zertifiziertes Gerät würde ich mir ohne Bedenken in den Keller hängen", sagt KIT-Forscher Wollersheim. Ein sicheres System ist aber noch lange nicht wirtschaftlich, die Preistransparenz im Markt lässt nach wie vor sehr zu wünschen übrig. "Tesla ist das beste Beispiel", erläutert Wollersheim. Der US-Anbieter – eigentlich für seine schnittigen Elektro-Sportwagen bekannt – hatte vor einigen Wochen angekündigt, in Deutschland sein Speichersystem Powerwall auf den Markt zu bringen. Kooperationspartner ist Lichtblick. 3.000 Dollar soll die 7 kWh-Variante des Speichers kosten – das sind etwa 2.700 Euro und wäre somit sensationell billig.

"Bei genauerem Hinsehen haben wir festgestellt, dass das der Großhandelspreis ist, netto. Da sind noch keine Steuern, keine Margen für Fachhändler oder Installateure drin, geschweige denn von den Installationskosten", stellt Wollersheim fest. Somit würden die tatsächlichen Kosten des Systems für den Endkunden verschleiert. Außerdem, so merkt der Fachmann an, werden für den Endkunden höchstwahrscheinlich nicht die vollen sieben Kilowattstunden Speicherkapazität zur Verfügung stehen. "Sonst würden sie die Zyklenfestigkeit, die sie versprechen, nicht erreichen."

Angesichts der Intransparenz bei Preisen und Leistungsfähigkeit hat das KIT es sich in diesem Jahr zur Aufgabe gemacht, auf der Intersolar Tipps zu geben, wie Verbraucher nicht nur sichere, sondern auch effiziente Speicher finden können. "Durch unsere tägliche Forschungsarbeit haben wir einen breiten Marktüberblick", so Andreas Gutsch. Die Experten am KIT führen standardmäßig Performancetests durch: an eigenen Prototypen aus dem Labor, aber auch zu Vergleichszwecken mit nahezu allen kommerziell verfügbaren Lithium-Ionen-Zellen, die für stationäre Speicher infrage kommen.

Die Erfahrungen zeigen, dass ein breites Spektrum in der Leistung der verschiedenen Zellen vorliegt. Im Vergleich zu Fotovoltaikmodulen ist die Performancespanne bei Speichern extrem groß. "Nahezu alle getesteten Zellen sind in Systemen am deutschen Markt verfügbar. Die Speicher haben völlig unterschiedliche Preise, aber der Preis hat nichts zu tun mit der Wirtschaftlichkeit und Performance", so Gutsch weiter. Es würden auch Systeme verkauft, die ihr Geld in puncto Performance nicht wert sind.

Den KIT-Forschern zufolge dauert es rund 3.000 Lade- und Entladevorgänge, bis ein stationäres Speichersystem seine Investitionskosten eingespielt hat. Erst ab 3.000 Vollzyklen bis zum Ende der Batterielebensdauer arbeite es rentabel und werfe einen wirtschaftlichen Gewinn ab. Die Performancetests hätten gezeigt, dass einige Zellen schon nach 1.000 Vollzyklen 30 Prozent ihrer Kapazität verlieren. Mit diesen Kapazitätseinbrüchen lassen sich stationäre Speicher nicht mehr wirtschaftlich betreiben. Ziel müsse es sein, dass die Hersteller klare Angaben dazu machen, wieviel Energie über die Lebensdauer aus einer Batterie gezogen werden kann und mit welchen Gesamtkosten das verbunden ist, erläutert Wollersheim.

Neben der Zyklenfestigkeit spielt laut KIT auch der Innenwiderstand der Zellen eine wichtige Rolle für die Performance eines Speichersystems. Die Alterung der Batterien lässt sich demnach an zwei wichtigen Merkmalen ablesen: Die Kapazität nimmt ab oder der Innenwiderstand der Zellen steigt. Mit dem Anstieg des Innenwiderstands geht zunehmend elektrische Energie in Form von Wärme verloren. Der Anstieg des Innenwiderstands ist somit ein Parameter dafür, wie die Batterieerwärmung mit der Alterung der Batterie steigt.

"Wenn Sie wissen möchten, ob ein Batteriehersteller gute Systeme anbietet, dann fragen Sie nicht nur nach der Zyklenfestigkeit, sondern vor allem auch nach dem Anstieg des Innenwiderstands mit der Alterung und dem Umgang damit", so Gutsch. "Dies sollte im Thermomanagement der Batterie entsprechend berücksichtigt sein." Für den Wirkungsgrad des Gesamtsystems sei zudem die gesamte Kette vom Solargenerator über die Batterie inklusive Batteriewechselrichter bis hin zum Verbraucher entscheidend. "Sehr gute Batteriesysteme mit Lithium-Ionen-Zellen haben heute Wirkungsgrade im Bereich von 99 Prozent. Das ist die Basis für einen hervorragenden Systemwirkungsgrad. Durch alle weiteren Komponenten im System wird er nur noch schlechter", sagt Wollersheim. Hier kommt es neben hocheffizienten Lithium-Ionen-Zellen auf die richtige Dimensionierung des Gesamtsystems für die jeweilige Anwendung an. Ein optimaler Systemwirkungsgrad wird dann erzielt, wenn die Leistungsfähigkeit der einzelnen Komponenten präzise aufeinander abgestimmt ist. von Silke Thole

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