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Forschung

SPI: Neue Effizienzkennzahl für Stromspeicher entwickelt

© LfL Bayern
von , am
19.09.2017

Forscher der HTW Berlin haben eine Kennzahl namens SPI (System Performance Index) entwickelt, um damit die Effizienz von Solarstromspeichern besser darstellen zu können.

"Wie effizient und wirkungsvoll verschiedene Stromspeicher arbeiten, ist auf Basis von klassischen Systemwirkungsgradangaben nicht zu ermitteln", berichtet die Interseite Solarstromforschung.de. Deshalb haben sich Wissenschaftler der Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW) Berlin im Forschungsprojekt LAURA auf die Suche nach einer aussagekräftigen Effizienzkennzahl gemacht. Dabei kam nun der System Performance Index (SPI) heraus.

Diese simulationsbasierte Vergleichsgröße bewerte den ökonomischen Systemnutzen und mache erstmals die Energieeffizienz von Photovoltaik-Batteriesystemen mit unterschiedlicher Batterieanbindung (Systemtopologie) und unterschiedlicher Batteriegröße vergleichbar.

SPI berücksichtigt Einflüsse des Energiemanagements

„Der neu entwickelte System Performance Index ist die ideale Vergleichsgröße, weil er neben den Regelungs-, Dimensionierungs- und Umwandlungsverlusten auch die Einflüsse des Energiemanagements und des Bereitschaftsbetriebs berücksichtigt“, erklärt Tjarko Tjaden, Wissenschaftlicher Mitarbeiter der Forschungsgruppe Solarspeichersysteme von der HTW Berlin.

Die Forscher berechneten durch Computersimulationen detailliert die Leistungsflüsse des jeweiligen Systems. Dabei nutzten sie als Eingangsparameter die Labormesswerte, die auf Basis des branchenweit anerkannten „Effizienzleitfaden für PV-Speichersysteme“ ermittelt werden.

SPI zeigt Einsparpotentiale auf

Im Anschluss würden in der Simulation die Betriebsergebnisse des realen Systems mit denen eines identischen, aber verlustfreien Systems über den Zeitraum von einem Jahr verglichen. Der SPI setze die realisierte Kosteneinsparung ins Verhältnis zum theoretischen Einsparungspotenzial des verlustfreien Systems.

Daraus lasse sich ableiten, wie sehr die Energieverluste und die Speicherregelung die Ausgaben für den Netzbezug erhöhten und die Einnahmen aus der Netzeinspeisung verringerten. Auf diese Weise könne die Energieeffizienz von Photovoltaik-Speichersystemen verglichen werden, egal ob sie auf der Wechselstromseite (AC-gekoppelt), auf der Gleichstromseite (DC-gekoppelt) oder direkt an die Photovoltaikanlage gekoppelt sind.

SPI-Kennzahl kann auch Batteriesysteme mit unterschiedlicher Kapazität vergleichen

Die Wissenschaftler haben zudem zeigen können, dass die Abhängigkeit des SPI von der Speicherkapazität gegenüber allen anderen Bewertungsgrößen vergleichsweise gering sei. Daher könne die Kennzahl auch zum Effizienz-Vergleich von PV-Batteriesystemen mit unterschiedlicher Speicherkapazität herangezogen werden, was bislang nicht möglich war.

Johannes Weniger, ebenfalls Wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Forschungsgruppe Solarspeichersysteme, weist noch auf einen weiteren Vorteil hin: „Der SPI kann zur Systemoptimierung eingesetzt werden. Isoliert voneinander lassen sich die Auswirkungen einzelner Verlustparameter untersuchen. Dadurch können Hersteller Rückschlüsse über die Relevanz der unterschiedlichen Verlustmechanismen ziehen und die wichtigsten Stellschrauben zur Verbesserung der Systemeffizienz identifizieren“, so Weniger.

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