PV Anlage Stromspeicher Technik Wechselrichter

Wie ist der Wirkungsgrad bei Stromspeichern definiert?

Eigenverbrauch bis zu 100 %

Was ist Wirkungsgrad?

Der Wirkungsgrad ist das Verhältnis von Nutzenergie zu zugeführter Energie. Da alle technischen Systeme Verluste haben, ist der Wirkungsgrad immer kleiner als 1 (bzw. kleiner als 100 %).

Welche Komponenten beeinflussen den Wirkungsgrad, wenn ich meinen Strom in einer PV-Batterie zwischenspeichere?

Solarstrom autark mit hohem wirkungsgradBeim Laden des Stromspeichers entstehen Verluste in der Elektronik zum Laden (bei AC-gekoppelten Systemen zum Beispiel im Umrichter, der den Wechselstrom in batterieverträglichen Gleichstrom wandelt) sowie in den elektrochemischen Wandlern (der „Batterie“ bzw. dem Akku). Auch beim Entladen des Stromspeichers entstehen Verluste in den Batteriezellen sowie in der Elektronik. Spürbar werden diese Verluste in Form von Wärme. Sie kennen dies vielleicht auch von Ihrem Smartphone oder Notebook – beim Laden erwärmen sich das Netzteil und der Akku.

Wie hoch ist der Wirkungsgrad einer PV-Batterie wie der Caterva-Sonne?

Der Wirkungsgrad eines PV-Stromspeichers hängt von der Güte der Elektronik, von der Art der Batteriezellen und auch von deren Qualität ab. Blei-Batterien erreichen einen Wirkungsgrad von etwa 86 %. Lithium-Ionen-Akkus, wie sie in der Caterva-Sonne verwendet werden, können einen Wirkungsgrad bis etwa 95 % aufweisen. Unberücksichtigt sind hierbei die Verluste der Lade- bzw. Entladeelektronik. Bezieht man diese Verluste mit ein, erreicht die Caterva-Sonne einen Wirkungsgrad von über 90 % (siehe Datenblatt).

Was sind Volllast- und Teillastwirkungsgrad?

Unter Volllast versteht man die Auslastung eines Systems bis an seine Leistungsgrenze – also bei einem PV-Stromspeicher zum Beispiel das Laden oder Entladen mit dem maximal zulässigen Strom bzw. der maximalen Leistung. Als Teillast wird bezeichnet, wenn das System unterhalb seiner Leistungs- bzw. Auslegungsgrenzen betrieben wird.

Je nach Auslastung können Systeme einen unterschiedlich guten Wirkungsgrad aufweisen. Bei einem PV-Stromspeicher sind das Batteriemanagement und weitere Elektronikkomponenten zum Beispiel immer aktiv, um das System jederzeit zu überwachen und zu managen. Dieser unvermeidbare Basis-Stromverbrauch macht sich bei geringer Belastung des Speichers im Verhältnis stärker bemerkbar, so dass der Teillastwirkungsgrad etwas geringer ausfällt als der Volllastwirkungsgrad.

Worauf muss ich bei Wirkungsgradangaben achten?

Welches sind die bewährtesten und sichersten Möglichkeiten, einen Speicher einbauen und nutzen zu können?Wichtig ist, auch die Bezugswerte zu vergleichen. Gibt Hersteller A den Wirkungsgrad der Batteriezellen an, Hersteller B jedoch den Wirkungsgrad des Gesamtsystems (bestehend aus Batteriezellen und der gesamten Elektronik), lassen sich die Angaben nicht gegenüberstellen, denn bei gleicher Qualität der Komponenten würde Hersteller B einen niedrigen Wirkungsgrad angegeben.

Was ist bezüglich des Wirkungsgrads für mich als Endkunde entscheidend?

Für den praktischen Nutzen ist wichtig, wie viele kWh Sie aus dem Speicher wieder beziehen können, nachdem Sie ihn mit x kWh geladen haben. Da dieser Wert aber von dem jeweiligen Nutzungsverhalten, der Größe der PV-Anlage und des PV-Stromspeichers abhängt, lässt sich der in Ihrem Haushalt erzielbare Wirkungsgrad nicht vorhersagen. Vergleichen Sie daher die Angaben der Hersteller bezüglich ihres Wirkungsgrads und beachten Sie, ob die Werte für identische Randbedingungen und ein identisches Nutzungsverhalten (zum Beispiel jeweils für Volllast) gemacht sind. Sind die Randbedingungen nicht vergleichbar, hinterfragen Sie die Angaben oder ziehen Messwerte Dritter oder Erfahrungsberichte zu Rate.

Wieso kann ich bei einer Caterva-Sonne 100 % des gespeicherten Stroms nutzen, wenn auch hier Verluste auftreten?

Mit der Sonne im NetzTechnisch gesehen hat auch die Caterva-Sonne Verluste, ihr Netto-Wirkungsgrad beträgt etwas über 90 %. Im Rahmen des Freistrom-Konzepts erhalten Nutzer der Caterva-Sonne jedoch exakt die Menge an Strom zurück, die ihre PV-Anlage zum Laden des Speichers bereitgestellt hat. Mit anderen Worten: Sie bekommen für jede Kilowattstunde Strom, mit der Ihre PV-Anlage den Speicher füllt, exakt eine Kilowattstunde zurück. Der „Wirkungsgrad“ beträgt also nur bilanziell 100 %. Caterva gleicht die technischen Verluste der Caterva-Sonne aus. Möglich ist dieser Ausgleich, weil bei dem Konzept „20 Jahre Freistrom“ alle Caterva-Sonnen zu einem virtuellen Großspeicher vernetzt werden, der Netzdienstleistungen (Stabilisierung des Stromnetzes) erbringt und durch das Caterva-Energiemanagement gesteuert wird. Im Zuge dieses Energiemanagements wird der Ladezustand der vernetzten Caterva-Sonnen immer wieder optimiert. Dabei werden auch die technischen Verluste kompensiert.

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