Was bedeutet Hochvolt und Niedervolt beim Stromspeicher?
Die HTW Berlin ordnet Niedervolt-Batterien als Systeme mit einer Klemmenspannung unter 60 V ein. Hochvolt-Batterien ohne integrierte Leistungselektronik liegen oberhalb von 60 V. Bei modularen Hochvolt-Systemen werden Batteriemodule typischerweise in Reihe geschaltet, sodass die Modulzahl die resultierende Batteriespannung mitbestimmt.
Einige Hochvolt-Batterien besitzen zusätzlich einen eigenen DC/DC-Wandler. Dann kann die intern genutzte Batteriespannung von der extern am Wechselrichter anliegenden Spannung entkoppelt werden.
Warum höhere Spannung den Strom reduzieren kann
Elektrische Leistung ergibt sich vereinfacht aus Spannung und Strom. Wird dieselbe Leistung bei höherer Spannung übertragen, ist dafür ein geringerer Strom erforderlich. Das kann bei Kabeln und Leistungselektronik vorteilhaft sein. Daraus folgt aber nicht, dass jeder Hochvoltspeicher automatisch weniger Verluste hat.
Die reale Effizienz hängt unter anderem davon ab, wie gut Batteriespannung, interner Zwischenkreis und Wechselrichter aufeinander abgestimmt sind und bei welchen Leistungen das System tatsächlich arbeitet.
Hochvolt ist häufig effizient – aber nicht allein wegen des Namens
In mehreren Stromspeicher-Inspektionen der HTW finden sich sehr effiziente Hybridwechselrichter in Kombination mit Hochvoltbatterien. Gleichzeitig zeigen die Messungen große Unterschiede zwischen einzelnen Geräten. Teillastwirkungsgrad, Stand-by-Verbrauch, Regelung und Batteriekonfiguration können einen erheblichen Einfluss haben.
Deshalb ist ein unabhängiger Systemwert wie der HTW System Performance Index aussagekräftiger als die Aussage „Hochvolt“ allein.
SPI, Teillast und Stand-by verstehen →
Modulzahl kann bei Hochvolt die Effizienz verändern
Der aktuelle DKE/HTW-Effizienzleitfaden weist darauf hin, dass bei modularen Hochvolt-Batterien die gewählte Konfiguration die Performance beeinflussen kann. Je nach Zahl der in Reihe geschalteten Module verändert sich die Batteriespannung und damit die Spannungsdifferenz zum internen Zwischenkreis des Wechselrichters.
Das ist ein guter Grund, Effizienzdaten für eine konkrete Speicherkapazität zu prüfen. Ein 6-kWh-Aufbau und ein 15-kWh-Aufbau derselben Produktfamilie müssen nicht exakt dasselbe Betriebsverhalten zeigen.
Hochvolt kann eine Mindestanzahl an Batteriemodulen verlangen
Ein Hybridwechselrichter benötigt häufig ein definiertes Batterie-Spannungsfenster. Dadurch kann eine bestimmte Mindestzahl an Hochvolt-Modulen erforderlich sein. HTW hat bei einzelnen Systemfamilien gezeigt, dass dies eine relativ hohe Mindestkapazität zur Folge haben kann.
Für kleine Haushalte ist deshalb nicht nur die maximal mögliche Erweiterung, sondern auch die kleinste zulässige Speicherkonfiguration wichtig. Ein technisch gutes Hochvoltsystem kann wirtschaftlich unpassend sein, wenn die Mindestkapazität deutlich über dem eigenen Bedarf liegt.
Bedarf zuerst in kWh bestimmen →
Batteriespannung muss zum Wechselrichter passen
Hochvolt- und Niedervolt-Batterien sind nicht beliebig austauschbar. Der Wechselrichter besitzt ein definiertes Batterie-Spannungsfenster und unterstützt nur freigegebene Batteriemodelle beziehungsweise BMS-Kommunikation. Eine passende Spannung allein genügt deshalb nicht für Kompatibilität.
Herstellerfreigabe, Firmware, Kommunikationsprotokoll, maximale Lade-/Entladeleistung und zulässige Modulkonfiguration müssen zusammenpassen.
Batterie ↔ Wechselrichter-Kompatibilität prüfen →
Hochvolt/Niedervolt nicht mit AC/DC-Kopplung verwechseln
„Hochvolt“ beschreibt das Batteriespannungsniveau. „AC- oder DC-gekoppelt“ beschreibt dagegen, wie der Batteriespeicher in das PV-/Hausnetz eingebunden ist. Ein Kaufvergleich sollte diese zwei Achsen getrennt betrachten.
AC-/DC-Kopplung und Hybridwechselrichter →
Hochvolt sagt nicht automatisch etwas über die kW-Leistung
Zwei Hochvolt-Batterien können sehr unterschiedliche Lade- und Entladeleistungen besitzen. Dasselbe gilt für Niedervoltsysteme. Die tatsächlich verfügbare Leistung wird vom kompletten Batterie-Wechselrichter-System und den Herstellergrenzen bestimmt.
kW-Leistung und kWh-Kapazität unterscheiden →
Schutzkonzept unterscheidet sich – beide Systeme brauchen fachgerechte Installation
HTW beschreibt für Niedervoltbatterien unter 60 V ein einfacheres Schutzkonzept. Das ist jedoch keine Einladung zur Eigeninstallation. Auch Niedervolt-Heimspeicher enthalten hohe Energiemengen und sind Teil einer netzgekoppelten elektrischen Anlage mit BMS und Leistungselektronik.
Bei Hochvolt-Systemen sind die elektrischen Schutzmaßnahmen entsprechend dem höheren Spannungsniveau besonders relevant. In beiden Fällen gelten Herstelleranweisungen und die Sicherheitsanforderungen des Gesamtsystems.
Erweiterbarkeit nicht nur nach Modulzahl beurteilen
Bei einem modularen Hochvoltturm kann jedes neue Modul gleichzeitig Kapazität und Batteriespannung verändern. Bei anderen Architekturen werden Batteriestränge anders kombiniert. Deshalb sollte vor dem Kauf dokumentiert werden, welche minimale und maximale Modulzahl für genau den eingesetzten Wechselrichter zulässig ist.
Welche Variante ist für mich besser?
- Neuinstallation: das vollständige PV-Batterie-System nach Effizienz, Leistung und Funktionen auswählen.
- Nachrüstung: zuerst klären, welches Spannungsniveau der vorhandene beziehungsweise geplante Batteriewechselrichter unterstützt.
- Kleiner Speicherbedarf: Mindestmodulzahl und kleinste verfügbare Kapazität prüfen.
- Hohe Leistung: reale Lade-/Entladeleistung statt nur Batteriespannung vergleichen.
- Spätere Erweiterung: zulässiges Spannungsfenster und maximale Modulzahl dokumentieren.
- Effizienz: unabhängige Systemmessungen, Teillast und Stand-by heranziehen.