Wechselrichter-Effizienz: Schlüssel zur Performance moderner Batteriespeicher

Wahre Effizienz-Treiber im Batteriespeicher: Wechselrichter

Batteriespeicher sind ein entscheidender Baustein der Energiewende – sie stabilisieren Netze, integrieren erneuerbare Energien und ermöglichen flexiblen Stromhandel. Während die Aufmerksamkeit oft den Batteriezellen gilt, liegt der Schlüssel zu Effizienz und Wirtschaftlichkeit meist in einem anderen Bauteil: dem Wechselrichter.

Als Schnittstelle zwischen Batterie und Netz ist er maßgeblich dafür verantwortlich, wie viel Energie tatsächlich genutzt werden kann und wie profitabel das Gesamtsystem arbeitet.

Die Rolle des Wechselrichters im Batteriespeicher

Ein Wechselrichter im Batteriespeicher wandelt Gleichstrom (DC) aus der Batterie in Wechselstrom (AC) für das Stromnetz um und umgekehrt. Damit sorgt er für eine stabile Verbindung zwischen Speicher und Netz.

Moderne Systeme nutzen bidirektionale Wechselrichter, die flexibel auf Netzanforderungen und Marktpreise reagieren. Darüber hinaus sind sie verantwortlich für:

• Wechselrichter-Effizienz: Verluste durch Wechselrichter liegen typischerweise bei 1–4 % und beeinflussen die Gesamteffizienz maßgeblich.
• Netzkonformität und Spannungsqualität: Sicherstellung, dass Spannung, Frequenz und Blindleistung den Netzstandards entsprechen
• Integration ins Energiemanagementsystem (EMS): Optimierung von Lade- und Entladezyklen, Minimierung von Verlusten und Batteriedegradation
• Echtzeitüberwachung und Steuerung: Erfassung von Strom, Spannung, Temperatur und Systemstatus

So wird der Wechselrichter zum intelligenten Bindeglied zwischen technischer Performance und wirtschaftlichem Betrieb.

Kleine Verluste, große Wirkung: Wie Wechselrichter-Effizienz entsteht

Wechselrichter sind niemals verlustfrei. Ihre Wirkungsgradkurve steigt mit der Leistung, bei hohen Lasten erreichen sie bis zu 97 oder 98 % Effizienz, während sie im Teillastbetrieb deutlich ineffizienter sind.

Gerade Anwendungen wie die Frequenzregulierung arbeiten häufig im unteren Leistungsbereich. Teillastverluste wirken sich besonders negativ auf die Roundtrip-Effizienz (RTE) aus, also den Anteil der Energie, der nach einem kompletten Lade- und Entladezyklus wieder zur Verfügung steht.

Die wichtigsten Verlustarten sind:

• Schaltverluste: Beim Ein- und Ausschalten der Halbleiter.
• Ohm’sche Verluste: Sie steigen mit dem Stromfluss und führen zu zusätzlicher Wärmeentwicklung bei hohen Lasten.
• Standby-Verluste: Sie entstehen, wenn Hilfssysteme auch im Leerlauf Energie verbrauchen.

Schon wenige Prozentpunkte Wirkungsgradverlust wirken sich direkt auf die Wirtschaftlichkeit eines Batteriespeicher-Systems aus.

Was bedeutet Roundtrip-Effizienz (RTE)?

Die Roundtrip-Effizienz (RTE) beschreibt den Anteil der Energie, die nach einem kompletten Lade- und Entladezyklus wieder zur Verfügung steht. Einfach gesagt:

Wenn ein Kunde 100 MWh Energie in den Speicher einspeist und danach 90 MWh wieder entnehmen kann, beträgt die RTE 90 %. Die Differenz – in diesem Fall 10 MWh – geht durch Umwandlungs-, Leitungs- und Steuerverluste verloren.

Für Betreiber und Investoren ist die RTE damit ein direkter Maßstab für die nutzbare Energie und die reale Ertragskraft eines Speichersystems. Je höher die RTE, desto mehr der eingekauften oder erzeugten Energie kann tatsächlich wieder vermarktet werden, und desto größer ist der wirtschaftliche Nutzen.

Die RTE ist also das effizienteste Maß für Systemqualität: Sie integriert sowohl Batterie-, Wechselrichter- als auch Systemverluste in einer einzigen, greifbaren Kennzahl.

Effizienz als entscheidender Faktor der Wirtschaftlichkeit eines Batteriespeichers

Der Einfluss der Roundtrip-Effizienz (RTE) auf unterschiedliche Anwendungsfälle.

Anhand der Märkte für Systemdienstleistungen und Energiehandel soll der Einfluss der RTE genauer erklärt werden.

• Systemdienstleistungen (z. B. FCR, aFRR):
  In diesen Märkten wird zum Teil ausschließlich die bereitgestellte Leistung vergütet, nicht die tatsächlich gelieferte Energie. Eine höhere RTE verbessert hier die Wirtschaftlichkeit nur marginal, da Energieverluste weniger ins Gewicht fallen.
• Trading/Arbitrage:
  Im Energiehandel zählt jede Kilowattstunde. Hier bestimmt die RTE direkt, wie viel Energie nach einem Lade-Entlade-Zyklus zur Verfügung steht und somit auch, wie hoch der Erlös ist.
  
  Beispiel:
  Ein Batteriespeicher handelt 100 MWh am Spotmarkt bei einem Spread von 300 €/MWh.
  • Bei einer RTE von 86% ergibt sich ein Erlös von rund 25.800 €.
  • Bei einer RTE von 94,6% steigt der Erlös auf etwa 28.380 €, also ein Plus von 2.580 €, bzw. 10% (was der relativen Steigerung der RTE entspricht).
• Trading/Arbitrage und Systemdienstleistungen kombiniert:
  Viele Projekte vermarkten einen Speicher an verschiedenen Märkten gleichzeitig. Eine eigene Analyse für ein Projekt mit 0,81 MW mit einer 1-MW-PV-Anlage hat ergeben, dass eine RTE-Steigerung von 86% auf 94,6% zusätzliche Erlöse von ca. 4% ergibt.

Warum RTE wichtiger wird

Dazu muss man sich die Märkte und die Zukunftsprognosen anschauen. Daten aus dem Power Barometer 2025 zeigen, dass sich die Day-Ahead-Preis-Spreads in Deutschland seit 2021 auf einem dauerhaft deutlich höheren Niveau stabilisiert haben – von durchschnittlich 29 €/MWh im Jahr 2019 auf 109,5 €/MWh im Jahr 2024.

Gleichzeitig deuten die Prognosen von Modo Energy basierend auf den Entwicklungen in Großbritannien darauf hin, dass der Energiehandel künftig an Bedeutung gewinnt. Es ist also davon auszugehen, dass nicht nur mehr Projekte im Energiehandel eingesetzt werden, sondern auch die Spreads hoch bleiben.

Damit wird klar: Je mehr Projekte auf Energiehandel und Arbitrage setzen, desto stärker wirkt sich jede Effizienzsteigerung auf die Profitabilität aus. Zusätzlich sinken auch die Capex-Kosten und zwar nachhaltig, sodass sich der Fokus zunehmend von Investitions- zu Betriebseffizienz verschiebt. Eine hohe RTE wird zum entscheidenden Differenzierungsmerkmal im Wettbewerb.

Zusammenhang zwischen RTE und Rendite (IRR)

Der Einfluss der RTE auf die interne Verzinsung (IRR) ist nicht linear, aber dennoch erheblich. Während sich die Erlöse mit der RTE beim Trading Use Case proportional verändern, steigt die IRR langsamer, da sie auch von weiteren Parametern wie Investitionskosten, Betriebskosten und Laufzeit abhängt.

Wie Analysen von Modo Energy zeigen, können bereits Effizienzsteigerungen von rund 5 % (z. B. von 81 % auf 86 % RTE) die IRR eines typischen Projekts um etwa ein Prozentpunkt erhöhen und gleichzeitig die Amortisationszeit um rund ein Jahr verkürzen.

Diese Effekte verstärken sich, je mehr der Speicher im Energiehandel eingesetzt wird oder je länger die geplante Betriebsdauer ist, da sich die höheren Erlöse über viele Zyklen kumulieren.

Datenanalyse als Schlüssel zu höherer Wechselrichter-Effizienz

Moderne Batteriespeicher erzeugen riesige Mengen an Betriebsdaten, die sich nutzen lassen, um Effizienzpotenziale zu heben.

Mithilfe intelligenter Datenanalyse können Betreiber:

1. Leistung optimal verteilen
   Wird ein 100-MW-System mit 20 Wechselrichtern betrieben, ist es effizienter, nur zwei bis drei Geräte nahe Volllast laufen zu lassen, anstatt alle im Teillastbetrieb. So werden Standby- und Schaltverluste minimiert – die Roundtrip-Effizienz (RTE) steigt messbar an.

2. Fehler frühzeitig erkennen
   Durch kontinuierliches Monitoring von Lastverteilung, Asymmetrien oder Temperaturabweichungen lassen sich Störungen erkennen, bevor sie zu Ausfällen führen. Das sichert Verfügbarkeit und senkt Wartungskosten.

3. Alterung und Effizienzverluste überwachen
   Durch die Auswertung von Spannungs-, Strom- und Temperaturverläufen können Alterungsprozesse früh erkannt und Wartungsintervalle vorausschauend geplant werden. Die cloudbasierte Fernüberwachung von STABL Batteriespeicher-Systemen liefert Echtzeitdaten bis auf Zellebene und im einstelligen Sekundenbereich. Dadurch wissen Betreiber mehr und haben so maximale Transparenz über den Zustand ihrer Speicher. Sie profitieren von Predictive Maintenance statt reaktiver Wartung, von höherer Verfügbarkeit und längerer Lebensdauer sowie von fundierten Analysen für mehr Sicherheit und Rentabilität.

Fazit: Wechselrichter Effizienz = Profitabilität

Die Effizienz des Wechselrichters ist weit mehr als eine technische Größe: Sie ist ein direkter Hebel für die Profitabilität, Zuverlässigkeit und Nachhaltigkeit von Batteriespeichern. STABL Energy entwickelt innovative Architekturen mit seiner modularen Multilevel-Wechselrichter-Technologie, die Verluste minimieren, die Lebensdauer verlängern und den wirtschaftlichen Betrieb maximieren. Denn jeder Prozentpunkt bei der Wechselrichter Effizienz ist bares Geld.