Kompaktspeicher: Placebo oder Zukunftslösung? Ergebnisse aus einem Jahr Felderfahrung

Von Thomas Thierschmidt (Gastbeitrag) am 22. April 2015 in der Kategorie Energiemanagement mit 24 Kommentare
Sunny Boy SE

Netzgekoppelte PV-Speichersysteme sind für eine auf volatilen und dezentralen Quellen basierende Energieversorgung unverzichtbar. Erfolgskritisch für ihre weite Verbreitung ist jedoch ein optimaler Kompromiss aus Kosteneffizienz und Effektivität: Anfangsinvestition und nutzungsabhängige Batteriekosten dürfen nicht zu groß werden, gleichzeitig soll das Speichersystem die energetische Unabhängigkeit des Nutzers deutlich steigern und seine laufenden Energiekosten entsprechend senken. Mit dem Sunny Boy Smart Energy verfolgt SMA einen relativ neuen und weiterhin ungewöhnlichen Lösungsansatz: die Nutzung von Batterien mit einer spezifischen Kapazität von lediglich 0,3 bis 0,5 kWh je kWp Erzeugungsleistung.

Konkret handelt es sich um einen wandmontierbaren Photovoltaik-Wechselrichter mit einer integrierten, DC-gekoppelten Li-Ion-Batterie mit 2 kWh Nettokapazität. Die folgenden Auswertungen basieren auf 132 Testsystemen, die zwischen Januar und Ende März 2014 in Betrieb gingen und somit zum heutigen Zeitpunkt fast ein volles Jahr Betriebserfahrung vorweisen können. Dabei variiert die Peakleistung der PV-Anlagen von 1 bis 10 kW, 60 Prozent der Nutzer haben einen Jahresstromverbrauch von 4.000 kWh oder weniger. Grundlage der folgenden Auswertungen sind die realen Betriebsdaten der Feldtestanlagen, die über das Onlineportal von SMA durchgängig erfasst werden.

 

Abb. 1: real gemessene Autarkiequoten  mit und ohne Speicher

Abb. 1: real gemessene Autarkiequoten mit und ohne Speicher

Autarkiequote im Jahresschnitt

Im Betriebszeitraum von Januar bis Dezember weisen mehr als die Hälfte der betrachteten Anlagen einen durchschnittlichen Autarkiegrad von mehr als 60 Prozent auf. Die durch die Batterie verursachte Steigerung der Autarkiequote betrug in der Hälfte der Anlagen 50 Prozent und mehr (Abb.1). Deutlich sichtbar ist der erhebliche Einfluss des jährlichen Stromverbrauchs auf die batteriebedingte Autarkiesteigerung, die natürliche Autarkiequote bleibt dagegen weitgehend konstant.

 

Spezifischer Batteriedurchsatz

Die hohe Effektivität des vergleichsweise kleinen Speichers resultiert in erster Linie aus seiner nahezu ganzjährigen Nutzung: So kann eine kleine Batterie auch im Winterhalbjahr trotz geringer Sonneneinstrahlung regelmäßig geladen und im Sommer trotz kurzer Nächte und geringerem Energiebedarf täglich komplett entladen werden. In 80 Prozent der hier betrachteten Fälle lag der Jahresdurchschnitt des täglichen Batteriedurchsatzes bei mehr als 90 Prozent der nutzbaren Speicherkapazität oder einer Energiemenge von 1,8 kWh/Tag. Unter optimalen Bedingungen sind auch mehr als 100 Prozent erzielbar – der bisherige Rekord lag beim 2,4 fachen Nennenergiedurchsatz.

 

Abb. 2: Leistungsabhängige Wirkungsgrade (Laborwerte)

Abb. 2: Leistungsabhängige Wirkungsgrade (Laborwerte)

Systemwirkungsgrad

Das hier betrachtete, vollintegrierte PV-Speichersystem besitzt einen Spitzensystemwirkungsgrad von 91,8 Prozent und liegt damit deutlich oberhalb des marktüblichen Maximums von 85 Prozent (Abb. 2).  Die im Feldtest ermittelte Roundtrip-Efficiency liegt bei hervorragenden 90 Prozent. Der Vergleichswert marktüblicher DC-gekoppelter Speicher beträgt nach eigenen Messreihen dagegen nur 75 Prozent. Dabei ist zu beachten, dass ein höherer Systemwirkungsgrad den gleichen Effekt hat, wie eine entsprechend größere nutzbare Kapazität der Batterie. Auch der Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit ist erheblich, da anfallende Speicherverluste eines DC-gekoppelten Systems zumindest hälftig durch zunehmend teuren Netzbezug auszugleichen sind.

 

Fazit

Insgesamt bestätigen die Felderfahrungen mit dem Sunny Boy Smart Energy den innovativen Lösungsansatz des Kompaktspeichers. Aufgrund seiner hohen Effizienz in Kombination mit oftmals geringen Jahresverbräuchen werden Autarkiequoten von durchschnittlich 60 Prozent und bis zu 80 Prozent erreicht. Angesichts potenziell sinkender Haushaltsverbräuche (ausgenommen Haushalte mit E-Mobilen und elektrischer Wärmeerzeugung) dürfte er auch in nächster Zukunft den besten Kompromiss zwischen Unabhängigkeit und Wirtschaftlichkeit erzielen.

 

Hier findet ihr die Langfassung des Vortrags von Felix Kever, Martin Rothert und mir, den ich auf dem PV-Symposium Bad Staffelstein 2015 gehalten habe, als PDF zum Download

Und hier der Videomitschnitt meines Vortrags:

 

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Der Autor

Thomas Thierschmidt (Gastautor)

Thomas arbeitet als Produktmanager bei der Business Unit Residential und kümmert sich um Speichersysteme im Residential Bereich, speziell um den Sunny Boy Smart Energy. Er war mal Thüringenmeister im Parforcehorn-Blasen.

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24 Kommentare

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    Heike

    12. Oktober 2015 um 21:57

    Ist der Smart Energy 5000 für einen Jahresverbrauch von 4200 KWh interessant oder sind die Systeme der SI 3.0 Komponenten mit Speichern von LG Resu 6,4 hier die bessere Lösung?
    Anlagengröße 6,3 KWp

    Antworten »
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      Julia Stunz

      19. Oktober 2015 um 09:02

      Hallo Heike,
      Der Sunny Boy Smart Energy ist bis zu einem Jahresstromverbrauch von 4500 kWh als Stand-Alone interessant.
      Die Frage ist ja, wieviel ist man bereit ist zu zahlen und wie hoch der Autarkiewunsch ist. Eine Autarkie von 80 % ist allein mit dem Sunny Boy Smart Energy bei solchen Verbräuchen natürlich nicht realisierbar.
      Da könnte man dann die PV-Anlage vergrößern oder einen größeren Speicher mit Sunny Island realisieren. Der Sunny Boy Smart Energy ist Stand heute aus Gesamtkostensicht das kostengünstigste und effizienteste Speichersystem auf dem Markt.

      Viele Grüße
      Julia

      Antworten »
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    Heike

    12. Oktober 2015 um 21:37

    Sind in Kürze größere Batterien für den SE 5000 geplant?
    Ist eine spätere Umstellung auf Si 3.0 ausschließlich durch kompltte Neuinstallation möglich oder sind beide Systeme kombinierbar?

    Antworten »
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      Julia Stunz

      19. Oktober 2015 um 08:58

      Hallo Heike,
      tut mir leid, dass du so lange auf eine Antwort warten musstest.
      Uns ist die Marktanforderung nach größeren Batterien bekannt, allerdings zeigt uns die Felderfahrung, dass die 2 kWh aktuell die effizienteste und kostengünstigste Lösung ist. Aufgrund des sehr hohen Wirkungsgrades erzielt der Sunny Boy Smart Energy in Betrachtung der real nutzbaren Kapazität den gleichen Effekt, wie vergleichbare Mitbewerber mit einer größeren Batterie – allerdings mit schlechterem Wirkungsgrad.
      Siehe auch http://www.sma-sunny.com/2015/04/28/was-macht-den-sunny-boy-smart-energy-aus/
      Stand heute kann man keine zwei unterschiedlichen Speichersysteme an einem Energy Meter zusammen betreiben, ob es in Zukunft eine solche Lösung geben wird, kann ich zum heutigen Zeitpunkt nicht sagen.

      Viele Grüße
      Julia

      Antworten »
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    Hendrik L.

    17. Juli 2015 um 10:53

    Hallo, ich suche ein Sytem welches mit meine bisherigen 700kwh/a um min 4000KWh/a verringert, dieses System ist denke ich mal nicht das richtige oder?
    Da ich eine Ost West Ausrichtung habe mit ca 45°

    Mfg
    HL

    Antworten »
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      Leonie Blume

      17. Juli 2015 um 12:12

      Hallo Hendrik,

      wir können dir leider nicht so pauschal aus der „Ferne“ Ratschläge geben, weil wir a nicht alle Rahmendaten haben und b auch leider nicht die Kapazitäten. Aber wir haben eine Software, die das kann: Kennst du schon unsere Planungssoftware Sunny Design? Alternativ könntest du die Frage an den Installateur deines Vertrauens stellen oder Experten im Photovoltaikforum um eine Einschätzung bitten.

      Viele Grüße und schönes Wochenende
      Leonie

      Antworten »
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    Hartmut

    14. Juli 2015 um 09:49

    Hallo,
    sehr interessantes Konzept, aber wie sieht es mit der Wirtschaflichkeit aus? Wenn ich wie in dem Artikel von 1,8 kWh/Tag ausgehe, komme ich im Jahr auf 657 kWh und in 10 Jahren auf 6570 kWh, was bei aktuellem Strompreis ca 1880,- Euro entspräche. Dies würde die Anschaffung aber leider nicht annähernd rechtfertigen.

    Viele Grüße

    Antworten »
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      Leonie Blume

      14. Juli 2015 um 13:38

      Hallo Hartmut,

      danke für deinen Kommentar.

      Da es zu dem Thema hier schon viele Kommentare und Diskussionen im Blog gibt (z.B. hier: http://www.sma-sunny.com/2015/03/04/welchen-beitrag-leisten-pv-hausenergiespeicher-zur-energiewende/) nur zwei Anmerkungen:
      Wir haben zur Intersolar die Preise für den SBSE gesenkt: Bitte lass dir doch ein Angebot bei deinem Installateur machen und prüfe dann außerdem, wie viel du sparst, wenn du die Strompreissteigerung mit einberechnest. Das hast du m.E. in deiner Berechnung noch nicht berücksichtigt.

      Viele Grüße
      Leonie

      Antworten »
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    Joachim

    9. Mai 2015 um 08:27

    Seit Ankündigung der Tesla Powerwall wird es der Preis sein der diesem SMA Produkt den garaus machen wird. Kann SMA damit mithalten?
    Was ein eAuto betrifft gibt es bereits Wallboxen die ausschl. die PV-Überschüsse dafür nutzen. Wer es mit dem Laden nicht eilig hat ist damit gut bedient.

    Antworten »
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    Hans-Jörg

    8. Mai 2015 um 23:01

    Kann eine Anlage mit einem SB 3600-SE später noch mit einer Sunny Island erweitert werden?

    Antworten »
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      Leonie Blume

      11. Mai 2015 um 10:21

      Hallo Hans-Jörg,
      das ist leider nicht möglich. Es funktioniert immer nur ein Speicher in einer Anlage. Entweder ein Sunny Boy Smart Energy oder aber ein Sunny Island mit externer Batterie.
      Viele Grüße
      Leonie

      Antworten »
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    Alex

    8. Mai 2015 um 15:30

    Hallo, ich finde das Konzept sehr interessant. Insbesondere aufgrund es guten Wirkungsgrades durch die DC-Integration und die einfache Installation. Die Aussage „Die durch die Batterie verursachte Steigerung der Autarkiequote betrug in der Hälfte der Anlagen 50 Prozent und mehr (Abb.1)“ ist meines Erachtens aber stark überzogen. Das Ergebnis wurde durch Einsatz des Akkus UND gesteuerter Verbraucher (mit den entsprechenden mehr oder weniger störenden Nebenwirkungen) erreicht. Mit lediglich einem 2KWh Akku würde das Ergebnis deutlich anders aussehen. Leider wird das weder im Artikel, noch im PDF so beschrieben…. Lässt sich diese Auswirkung evt. aus den vorliegenden Daten noch nachträglich bestimmen?

    Antworten »
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      Thomas Thierschmidt

      8. Mai 2015 um 16:55

      Hallo Alex,
      ich muss Dir leider widersprechen, in der Abbildung Abb. 1: real gemessene Autarkiequoten mit und ohne Speicher findest Du ja dunkelblaue und hellblaue Punkte. Die hellblauen Punkte sind die Autarkiequoten ohne Batterieentladung, allerdings mit dem Effekt der Direktversorgung (Lastverschiebung). Die dunkelblauen Punkte sind die Autarkiequoten mit Speicher und Lastverschiebung. Die Differenz ist wirklich nur durch die Batterie entstanden. Lastverschiebung mit dem Sunny Home Manager betreiben wir nur mit Direktverbrauch. Die Batterie wird dafür nicht eingeplant.

      Nehmen wir beispielsweise einen Punkt raus. 37% Autarkiequote ohne Speicher mal 1,5 kommt man auf 55,5%.

      Ich hoffe ich konnte Deine Frage beantworten.
      Gruß Thomas

      Antworten »
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        Alex

        22. Mai 2015 um 12:47

        Hallo Thomas,
        sorry, wenn ich nochmal nachhaken muss.

        Deine Ausführungen interpretiere ich jetzt so, dass die dunkelblauen Punkte den Werten aus dem Portal entsprechen, während die hellblauen Punkte unter Annahme, dass keine Akku vorhanden gewesen wäre, hochgerechnet wurden. Ist das korrekt?
        Dann würde mich der Rechenweg interessieren. Meines Erachtens ist das Thema zu komplex, um es belastbar hochrechnen zu können. Geht hier aber vermutlich zu sehr ins Detail. Dann hast Du aber insofern natürlich Recht, dass die Auswirkungen der Lastverschiebung nicht mit in das Diagramm eingegangen sind.

        Die Aussage „2kWh nutzbare Kapazität bringen im Durchschnitt eine Autarkiesteigerung um 50%“ ist aber nach wie vor falsch. Im Digramm trifft das auf ein paar Konstellation 4000kWh Jahresverbrauch sind es 10-15% Autarkiesteigerung. Durchschnittlich über alle Anlagen vielleicht 20-25%. Das kann ich ohne konkrete Zahlen aber nicht genau sagen.

        Auch Dein Beispiel „37% Autarkiequote ohne Speicher mal 1,5 kommt man auf 55,5%“ entspricht nur einer Steigerung von 18,5%… Und bitte sag‘ jetzt nicht, dass hellblauer Punkt = dunkelblauer Punkt durch 1,5. Dann solltet ihr wirklich mal überlegen, inwieweit in dem Diagramm noch irgend eine sinnvolle Information hinsichtlich Autarkiesteigerung steckt.

        Alex.

        Antworten »
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        Alex

        22. Mai 2015 um 12:49

        Ergänzung zum vorletzen Abastz. Dieser wurde leider verstümmelt, da ich Größer/Kleinerzeichen verwendet hatte 🙂

        Die Aussage „2kWh nutzbare Kapazität bringen im Durchschnitt eine Autarkiesteigerung um 50%“ ist aber nach wie vor falsch. Im Digramm trifft das auf ein paar Konstellation kleiner 2000kWh Jahresverbrauch zu. Größer 4000kWh Jahresverbrauch sind es 10-15% Autarkiesteigerung. Durchschnittlich über alle Anlagen vielleicht 20-25%. Das kann ich ohne konkrete Zahlen aber nicht genau sagen.

        Vielleicht kann das ja jemand korrigieren. Danke!

        Antworten »
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    Leonie Blume

    28. April 2015 um 15:17

    Wie angekündigt hier Thomas‘ Kommentar: http://www.sma-sunny.com/2015/04/28/was-macht-den-sunny-boy-smart-energy-aus/
    Schaut mal rein, vielleicht beantwortet das die ein oder andere Frage bzw. macht unsere Sicht auf das Gerät klarer.
    Viele Grüße
    Leonie

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    Simon

    24. April 2015 um 14:58

    Hallo Smart Energy Interessent,
    du kannst das Ganze auch anders sehen. In Verbingung mit einer kleinen PV Anlage (maximal 3kWp) und dem Smart Energy liegen die kompletten PV/Speicher Systemkosten bei <8500€ für alles (marktübliche Preise). Damit bekommst du für das Geld einen Top Speicher der im normalen Hausbetrieb in 12-13 Jahren voll amortisiert ist, da diese auf reine maximierung des Eigenverbrauchs ausgerichtet ist. Und welche PV Anlage mit Speicher bekommst du für diesen Preis ? Das möchte ich sehen. Und so wird das Ganze auch wirtschaftlich. Du musst den Smart Energy immer im PV Systemverbund und nicht als Einzelteil im PV-Shop sehen.
    Zu deinem Preis: Dieser beinhaltet aber auch den PV Wechselrichter… Vorsicht ist also geboten. Bei anderen Produkten musst du zum Speicher auch noch Wechselrichter und/oder Batteriewechselrichter kaufen. Das ist dort schona lles enthalten.
    Grüße
    Simon

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      Smart Energy Interessent

      6. Mai 2015 um 18:35

      Simonius, 😉
      diese These von Dir kenne ich ja.
      Die Frage, die sich hier stellt, ist aber will ich eine PV Anlage MIT Speicher zu dem Preis haben oder verzichte ich nicht viel lieber auf den teuren Speicher?!?
      Warum sollte ich mir die gute Rendite einer 3KWp PV, die Deinen Vorgaben nach bei ca. 4500,- netto liegen dürfte mit einem Speicher für 4000,- kaputt machen?

      Die 3KWp PV kommt auch spielend auf 30% EV bzw. trägt mit ca. 800-1200KWh zu Deckung bei.
      Über den Speicher kann ich max. 600KWh zusätzlich decken, die dann sehr teuer wären.

      Versteh mich nicht falsch.
      Das Gerät an sich ist toll und ich befürworte es sehr; es ist aber leider einfach zu teuer.

      Da bin ich zu sehr Zahlenschubser bzw. habe den Igel in der Tasche; was sich nicht selbst rechnet, sondern geschönt bzw. quer subventioniert werden muss, das kaufe ich nicht!

      Und zur Rechnung:
      Der Speicher kostet den Enduser 5000,-.
      Diese setzen sich zusammen aus 3500,- Kosten nur für den Speicher und 1500,- entgangene Einspeisevergütung über 20 Jahre (300*2*20*0,125EUR=1500,-)

      Mit Gruss
      Der Seppelpeter 😉

      Antworten »
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        Simon

        8. Mai 2015 um 16:57

        Hallo Seppelpeter,
        die Welt ist klein 🙂

        Meiner Ansicht nach bekommt man 2,5kWp Anlage OHNE Speicher für um die 4600€ (marktübliche Preise in der Größe bei etwa 1800€ pro kWp fertig installiert).
        In einem normalen Haushalt ist dieses durch den hohen Eigenverbrauchsanteil nach 8-9 Jahren amortisiert. Das wäre aus aktueller Sicht eine der wirtschaftlichsten Lösungen für eine PV Anlage. Stimmt.

        Möchtest du als Kunde aber mehr Unabhängigkeit, ist dieses nur durch einen Speicher realisierbar. Und da ist der SmartEnergy im Verbund mit einer 3kWp Anlage einfache um Welten wirtschaftlicher (vom Betriebskosten, Verlusten) und vom Invest günstiger als eine vergleichbare Speicherlösungen mit separater Batterie und Batteriewechselrichter. Diese Lösungen beinhalten erst einmal die PV Anlage mit Wechselrichter + Batterie + Batteriewechselrichter + eine Menge Platz. Gesamtinvest bei deutlich über 10.000€ und Amortisationszeiten die sich rechnerisch fast nicht mehr abbilden lassen.
        Die SmartEnergy Lösung mit kompletter PV Anlage liegt vom Preis etwa bei 8000€ (abzüglich möglicher Förderungen) und ist normalerweise nach 12-13 Jahren voll amortisiert. Damit kostet dich die Batterie nicht 5000€ mehr sondern nur 2600€.

        Möchte ich wirtschaftlich mit möglichst geringem Invest eine PV Anlage betreiben: Dann kleine PV ohne Speicher.
        Möchte ich aber mehr Unabhängigkeit und das Ganze auch noch wirtschaftlich: Dann nutze den SmartEnergy.

        Wie du siehst geht es einfach darum, was ich als Kunde möchte oder nicht ?

        Grüße
        Simon

        Antworten »
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    Leonie Blume

    24. April 2015 um 12:06

    Hallo ihr, danke für eure Kommentare. Thomas bereitet gerade eine ausführliche Antwort vor. Wir melden uns Montag zurück und wünschen schon mal ein sonniges Wochenende.
    VG Leonie

    Antworten »
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    ghostwriter

    22. April 2015 um 19:33

    Smart Energy Interessent hat recht: Das Gerät ist gut durchdacht und funktioniert auch gut, aber der Preis ist leider viel zu hoch. Mehrere tausend Euro Aufpreis für eine Batterie mit 2 kWh rechnen sich einfach nicht, dazu ist der Eigenverbrauchsvorteil auf absehbare Zeit zu klein. Zumal jeder sieht, dass es anderswo auch günstiger geht.

    Antworten »
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    Smart Energy Interessent

    22. April 2015 um 14:36

    Um die Verwirrung mal komplett zu machen.
    Es sind doch leider eher die Kosten von 41,6 Cent (300 Vollzyklen) bzw. 34,2 Cent (365 Vollzyklen) pro KWh aus dem Speicher.

    Diese setzen sich zusammen aus 3500,- Kosten nur für den Speicher und 1500,- entgangene Einspeisevergütung über 20 Jahre (300*2*20*0,125EUR=1500,-)

    Ab 3000,- brutto für den kleinen WR würde es langsam interessant werden.

    Antworten »
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    Smart Energy Interessent

    22. April 2015 um 14:25

    PS.:
    Die 41,6 Cent und die 34,2 Cent gelten für den WR inkl. Speicher.

    Nur die Kosten des Speichers betrachtet (3500,-) liegt man bei 300 Vollzyklen bei 29,2 Cent und mit 365 Vollzyklen noch bei 24,0 Cent (netto).

    Ist ein Upgradeprogramm (SMA SBxx00TL-21 abgeben und SMA SBxx00SE nehmen) geplant?

    Antworten »
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    Smart Energy Interessent

    22. April 2015 um 14:00

    Hallo in die Runde,

    die Erkenntnisse sind ja alle gut und nachvollziehbar.
    Es spricht einiges für einen WR in Kombination mit einem kleinen Speicher.

    Der große Pferdefuß aber bleibt der Preis.
    Aufgrund der Größe des Speichers ist es nicht ratsam die KfW Förderung zu nehmen, da man sich damit auf 60% max. Einspeisung drosseln würde. Übers Jahr gesehen und vor allem bei einer noch lange laufenden garantierten Vergütung sind die Verluste dadurch höher, als der einmalige Effekt der Förderung.

    Rein den Speicher betrachtet liegen die Kosten bei ca. 3500,- netto für 2KWh.
    Das entspricht Kosten von 1750,-pro KWh nutzbar!

    Selbst wenn der Akku in 20 Jahren nicht kaputt geht (ist der WR einzeln ohne Akku austauschbar?) und man von 300 Vollzyklen pro Jahr ausgeht, erreicht man bei 12000KWh, die man durch den Speicher schiebt (Verluste mal außen vor) nur einen Preis pro KWh aus dem Speicher von 41,6 Cent.
    Selbst bei 365 Vollzyklen im Jahr liegt man mit 34,2 Cent noch weiter über dem Nettobezugspreis pro KWh.

    Das Gerät ist schön, aber leider auch viel zu teuer.

    Antworten »

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