AC-Heimspeicher: ohne Hybrid wechselrichter 230 V Wechselstrom direkt ins Hausnetz (Quelle: Konstantin Fischer)
Die Zahl der installierten Heimspeicher ist 2025 auf über zwei Millionen gestiegen [1]. Die Zukunft der Energiespeicherung liegt unter anderem in der Vernetzung. Dadurch ist Bewegung in den Markt gekommen und neben den traditionellen DC-Speichern gibt es nun ein AC-Batteriesystem. Dabei sorgt ein Smart Meter für den richtigen Stromfluss: Produziert die PV-Anlage mehr, als im Haus benötigt wird, geht der Überschuss in den Speicher – wird später mehr verbraucht als produziert, kommt erst die richtige Menge gespeicherter Energie zum Einsatz, statt Strom aus dem Netz zuzukaufen. Über eine Web-App lassen sich die aktuellen Lade-, Entlade und Verbrauchsdaten einsehen. Einmal mit dem Internet und Hausnetz verbunden, ist der Speicher zudem in der Lage, variable Stromtarife zu nutzen: So wird es künftig auch möglich, nicht nur Solarenergie zu nutzen, sondern etwa nachts zu niedrigen Preisen Strom zu beziehen und ihn am nächsten Tag zu nutzen.
Für die Wirtschaftlichkeit eines Stromspeichers sind aber auch der Wirkungsgrad und der Stand-by-Verbrauch bedeutend. Insbesondere bei den DC-Systemen sind die Wirkungsgradunterschiede sehr hoch. Dies zeigen die neuesten Messergebnisse der Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin (HTW) [2]: Haushalte mit Solar anlagen nutzen ihre Heimspeicher meist zur Versorgung der elektrischen Verbraucher in den Abend- und Nachtstunden, der Strom verbrauch beträgt dann meistens zwischen 100 W und 150 W. Die Studie zeigt, dass die getesteten DC-Batteriesysteme mit Wechselrichtern zwischen 116 W und 186 W Strom benötigen, um 100 W ins Hausstromnetz zu liefern.
Integrierte Multi-Level-Technologie ersetzt Hybridwechselrichter
Sax Power aus Erbach bei Ulm geht einen anderen Weg. Mit ihrer Multi-Level Technologie integrieren die Erbacher in ihre Lithium-Eisenphosphat-Batterie ein Batteriemanagement mit Wechselrichterfunktion. Der sogenannte AC Heimspeicher unterscheidet sich grundlegend von den üblichen DC-Batterien mit Hybridwechselrichtern. Denn jeder der 24 Batteriezellstränge des Sax Speichers ist mit einer eigenen Leistungselektronikeinheit ausgestattet.
Dieses Multi-Level-Konzept ermöglicht geringere Umwandlungsverluste im Lade- und Entladebetrieb gegenüber herkömmlichen Speichern mit Wechselrichtern. „Über den gesamten Arbeitsbereich erzielt das AC-gekoppelte Batteriesystem die höchsten bisher in der Stromspeicher-Inspektion ermittelten Wirkungsgrade“, so die Wissenschaftler der Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin (HTW) [2]. Laut HTW punktet das System „mit einem mittleren Wirkungsgrad von 98 %“ und „knackt […] erstmals die 98-Prozent-Hürde […]“[2] und wird im Juli 2025 im Heimspeicher-Ranking der 5-kW-Klasse neuer Spitzenreiter [3]
Aufgrund der komplett anderen Steuerungstechnik im Vergleich zu konventionellen DC-Speichersystemen ist die Installation wesentlich einfacher. Zunächst muss kein Hybridwechselrichter installiert werden, der normalerweise zwischen Speichern und dem Hausstromnetz implementiert wird. Mit dem AC-Speicher hingegen reichen normale String- oder Mikrowechselrichter aus, die aus der Gleichspannung, die die Solarmodule liefern, 230 V Wechselstrom generieren und den Sax-Heimspeicher mit Solarstrom laden. Einmal mit dem Smart Meter verbunden, empfängt der Speicher die Verbrauchsdaten und PV-Erträge in Echtzeit, um möglichst viel eigenen PV-Strom zu nutzen und möglichst wenig aus dem öffentlichen Netz zu beziehen.
Bis zu drei Heimspeicher
Der überwiegende Teil der Gebäude in Deutschland verfügt über ein dreiphasiges Stromnetz. Pro Phase kann eine Sax-Batterie eingebunden werden, somit lassen sich bei drei Phasen bis zu 23 kWh installieren. Je nach individuellem Bedarf bietet der Speicher drei verschiedene Anschlussoptionen an. Die mitgelieferten Smart Meter, wie beispielsweise der ADW200 oder ADL400/C, bieten in allen drei Fällen eine dreiphasige Leistungsmessung, auch wenn nur ein Speicher an einer Phase hängt. Denn die Stromzähler messen die Verbräuche und Erträge aller drei Phasen eines Stromnetzes über alle Phasen hinweg. Dabei erfolgt die Kommunikation zwischen Heimspeicher und Smart Meter über ein RS-485-Kabel (CAT5 oder CAT6) oder Funk.