Neue Prüfverfahren für PV-Speichersysteme: Effizienzsteigerung und Standardisierung im Fokus

Die Entwicklung der neuen Vornorm (DIN VDE V 0510-200) wurde durch die enge Zusammenarbeit von Partnern wie dem Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (Fraunhofer IEE), dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT), TÜV Rheinland und der Deutschen Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE (DKE) sowie durch die Unterstützung der Branchenverbände BVES und Bundesverband Solarwirtschaft (BSW-Solar) praxisnah gestaltet.

Ziel des Testbench-Projekts war, den bestehenden Effizienzleitfaden für PV-Speichersysteme des Bundesverbands Energiespeicher Systeme (BVES) zu präzisieren und in eine praxisnahe VDE Vornorm zu überführen. Adressiert wurden Themen wie einheitliche Messmethoden für Wirkungsgrade und Standby-Verbrauch, die Berücksichtigung verschiedener Systemtopologien und Umgebungseinflüsse sowie eine transparente Dokumentation.

Der Projektfokus lag auf der Verbesserung der Reproduzierbarkeit und Vergleichbarkeit von Effizienztests, um systematische und konsistente Ergebnisse zu gewährleisten. Zudem wurden detaillierte Mess- und Auswertungsmethoden entwickelt, um die Effizienz von PV-Speichersystemen umfassend bewerten zu können.

Ein weiterer Schwerpunkt des vom Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) geförderten Forschungs- und Entwicklungsprojekt im Rahmen von „WIPANO – Wissens- und Technologietransfer durch Patente und Normen“ war die Einbindung der Fachöffentlichkeit und die Gremienarbeit, um eine breite Akzeptanz und Anwendung der Ergebnisse sicherzustellen.

Bei Ringversuchen werden identische Speichersysteme unter gleichen Bedingungen und Methoden an verschiedenen Prüfinstituten getestet. Bei Testbench bestand die Absicht, Abweichungen in den Messergebnissen zu identifizieren und die Ursachen für diese Diskrepanzen zu analysieren.

Ein besonderer Schwerpunkt lag auf der Ermittlung und Validierung kritischer Parameter wie den Wirkungsgraden der Energiewandlungspfade (beispielsweise PV zur Batterie, Batterie zu Wechselstrom (AC)), der Messung des Standby-Verbrauchs und der Bewertung von Regelabweichungen. Diese Parameter sind entscheidend für die Effizienz und Funktionalität von PV-Speichersystemen. Darüber hinaus wurden Umweltfaktoren wie Temperatur und Netzschwankungen in die Tests einbezogen, um realistische Betriebsbedingungen zu simulieren.

Durch die systematische Durchführung von Ringversuchen konnte nicht nur die Genauigkeit der Messmethoden erhöht, sondern auch die Grundlage für einheitliche Prüfvorgaben geschaffen werden.

Auf Basis der Ergebnisse der Ringversuche entwickelten die Partner einen umfassenden Katalog standardisierter Testmethoden, der alle wesentlichen Datenpunkte von PV-Speichersystemen abdeckt. Hierzu gehörten detaillierte Vorgaben zur Messung von Wirkungsgraden, Lade- und Entladeleistungen sowie zur Bewertung dynamischer Regelabweichungen. Darüber hinaus wurden klare Vorgaben für die Prüfaufbauten definiert, um konsistente Bedingungen zwischen verschiedenen Prüflaboren zu gewährleisten.

Innovative Ansätze, wie die Einbindung von Batteriesimulatoren, ermöglichten es zudem, spezifische Betriebszustände unabhängig von realen Batterien zu testen. Diese Flexibilität trägt dazu bei, die Prüfprozesse effizienter zu gestalten und neue Technologien schneller bewerten zu können. Die entwickelten Messvorschriften und Testmethoden bilden die Grundlage für die im Projekt erarbeitete Vornorm.

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Die neue Vornorm (DIN VDE V 0510-200) unterscheidet sich deutlich von bestehenden Standards und Richtlinien, da sie neue Maßstäbe in den Bereichen Messgenauigkeit, Praxisnähe und technische Tiefe setzt. Sie ergänzt bestehende Regelwerke wie IEC 62619 oder VDE-AR-E 2510-50, die primär Sicherheitsanforderungen und grundlegende technische Aspekte von Batteriesystemen behandeln.

Im Vergleich zu bestehenden Richtlinien, wie dem Effizienzleitfaden des BVES, die allgemeine Empfehlungen liefern und als gemeinsame Arbeitsgrundlage für das Testbench-Projekt dienten, geht die Vornorm einen Schritt weiter: Sie definiert verbindliche und präzise Mess- sowie Auswertungsstandards, die für Prüfinstitute, Hersteller und Installateure gleichermaßen anwendbar sind.

Die Einführung der VDE Vornorm bringt Vorteile für alle Beteiligten entlang der Wertschöpfungskette von PV-Speichersystemen.

Für Hersteller schafft die Norm verbesserte Voraussetzungen, ihre Produkte zu platzieren. Einheitliche Standards erleichtern die Zertifizierung ihrer Systeme und ermöglichen einen schnelleren Zugang zu neuen Märkten. Zudem stellt die Norm klare Vorgaben zu Effizienz und Leistung bereit, wodurch die Entwicklung innovativer und wettbewerbsfähiger Produkte gefördert wird.

Installateure profitieren durch eine größere Planungssicherheit, da normierte technische Datenblätter die Auswahl der geeigneten Systeme vereinfachen und deren Installation effizienter gestalten. Für Installateure wird die Arbeit dadurch nicht nur effizienter, sondern auch verlässlicher.

Auch Verbraucher*innen ziehen großen Nutzen aus der Norm. Standardisierte Leistungsdaten sorgen für Transparenz und ermöglichen es, verschiedene Produkte besser zu vergleichen. Dies gibt ihnen die Sicherheit, dass die gewählten Systeme sowohl effizient als auch zuverlässig arbeiten.

Components & Technologies konzentriert sich auf Bauteile, Komponenten und Materialien, die in unterschiedlichsten Endprodukten verbaut werden und dort zur Anwendung kommen. Qualität und Eigenschaften der fertigen Produkte werden durch die eingesetzten Komponenten und Materialien entscheidend beeinflusst. Weitere Inhalte zu diesem Fachgebiet finden Sie im