Eine Batterie speichert Energie chemisch. Das Stromnetz arbeitet mit Wechselstrom. Dazwischen liegt Leistungselektronik, die beide Seiten verbindet. onsemi hat am 14. Oktober angekündigt, dass Sungrow seine EliteSiC-Hybridmodule in der Speicherplattform PowerTitan 3.0 verwendet. Die Mitteilung nennt mehr als 99,3 Prozent Spitzenwirkungsgrad sowie eine Verbesserung von 0,4 Prozent auf Umrichterebene gegenüber der vorherigen Plattform.
Diese Kennzahl beschreibt einen bestimmten Teil des Energiewegs. Wer wissen möchte, wie viel von einer eingespeicherten Kilowattstunde später wieder verfügbar ist, braucht eine andere Größe: den Rundlaufwirkungsgrad der gesamten Anlage. Der Unterschied erklärt, weshalb auch bei sehr guter Elektronik im Speicherbetrieb weitere Verluste entstehen.
Ein Stromweg mit mehreren Übergängen
Beim Laden kommt elektrische Energie am Anschluss der Anlage an. Sie passiert Komponenten zur Anpassung und Steuerung des Energieflusses und gelangt schließlich in die Batterie. Beim Entladen wird der Vorgang in die andere Richtung durchlaufen. Hinzu kommen Geräte, die den Betrieb ermöglichen und selbst Strom benötigen.
Das US-Energieministerium beschreibt bidirektionale Wandler genau für diese Schnittstelle: Sie machen beim Entladen aus dem Gleichstrom der Batterie Wechselstrom für das Netz und arbeiten beim Laden in umgekehrter Richtung. Eine Verbesserung an diesem Übergang kann deshalb bei beiden Betriebsrichtungen relevant sein.
Der Rundlauf betrachtet dagegen die gesamte Reise. Man misst eine aufgenommene Energiemenge und vergleicht sie mit der später abgegebenen. Damit dieser Vergleich sinnvoll ist, müssen Beginn, Ende und Messpunkte feststehen. Eine Messung an den Batterieklemmen beantwortet eine andere Frage als eine Messung am Netzanschluss.
Der Grund ist einfach: Was zwischen diesen Punkten liegt, gehört je nach gewählter Grenze zur Rechnung oder bleibt außerhalb. Ein technischer Wert wird erst dann vergleichbar, wenn diese Grenze mitgelesen wird. Das gilt für große Containeranlagen ebenso wie für einen kleinen Speicher im Keller.
Warum sich Wirkungsgrade multiplizieren
Ein frei gewähltes Rechenbeispiel verdeutlicht die Größenordnung. Angenommen, eine Umwandlung erreicht beim Laden 99 Prozent und beim Entladen ebenfalls 99 Prozent. Von 100 Energieeinheiten kommen nach beiden Übergängen rechnerisch 98,01 zurück. Die Rechnung lautet 100 mal 0,99 mal 0,99. Sie beschreibt zwei gedachte Wandlerdurchgänge und noch keine vollständige Batterieanlage.
Nehmen wir im selben Beispiel für den Abschnitt dazwischen zusätzlich 95 Prozent an. Dann bleiben rund 93,11 Energieeinheiten übrig: 100 mal 0,99 mal 0,95 mal 0,99. Alle Werte sind zur Erklärung frei gewählt. Sie zeigen, weshalb ein sehr guter einzelner Übergang nicht automatisch denselben Gesamtwirkungsgrad ergibt.
Die Verluste fallen jeweils auf die Energie an, die diesen Abschnitt erreicht. Man kann die prozentualen Wirkungsgrade daher nicht einfach addieren. Auch ein Mittelwert würde den gesamten Weg falsch beschreiben. Der Multiplikationsgedanke folgt dem Energiefluss von einer Stufe zur nächsten.
Für einen Betreiber zählt am Ende außerdem die tatsächlich bewegte Energiemenge. Ein kleiner Verlustanteil kann bei häufigem Laden und Entladen über die Zeit viele Kilowattstunden ausmachen. Bei seltenem Einsatz können andere Verbrauchsanteile stärker ins Gewicht fallen. Der typische Betrieb entscheidet somit darüber, welche Verbesserung besonders nützlich ist.
Der Halbleiter ist ein steuerbarer Schalter
Ein Umrichter erzeugt den benötigten Stromverlauf durch schnelles Schalten. Halbleiter öffnen und schließen dabei elektrische Wege nach einer vorgegebenen Regelung. Das Energieministerium erläutert dieses Grundprinzip anhand moderner Wechselrichter: Transistoren übernehmen die Aufgabe beweglicher Schalter.
Elektrisch ideale Schalter würden im offenen Zustand jeden Strom stoppen und im geschlossenen Zustand ohne Widerstand leiten. Reale Bauteile brauchen für Übergänge Zeit und setzen einen Teil der Energie in Wärme um. Ihre Auswahl beeinflusst daher, wie effizient sich eine bestimmte Aufgabe technisch umsetzen lässt.
SiC steht für Siliziumkarbid. In einem Hybridmodul werden unterschiedliche Halbleitertechniken innerhalb einer abgestimmten Leistungsschaltung genutzt. Die Bezeichnung allein sagt noch nicht, welchen Wirkungsgrad die gesamte Speicheranlage unter jeder Last erreicht. Dazu gehören die Schaltung, ihre Ansteuerung und die übrige Anlage.
onsemi ordnet die neuen Module einer dreistufigen Umrichterarchitektur zu. Die Mitteilung nennt Umwandlungseinheiten bis 450 Kilowatt. Diese Angaben beschreiben den konkreten Hardwareeinsatz. Sie erklären, an welcher Stelle Sungrow die Weiterentwicklung in seine Speicherplattform integriert.
Die Spitze ist ein Betriebspunkt
Ein Spitzenwirkungsgrad ist der beste Wert unter den dazugehörigen Bedingungen. Im Alltag einer Anlage kann sich die Last verändern. Zwischen vollem Einsatz, geringem Abruf und Bereitschaft liegen unterschiedliche Zustände. Der wichtigste Wert für ein Projekt muss deshalb zur tatsächlich erwarteten Nutzung passen.
Ein anschauliches Beispiel ist eine selten benutzte Rolltreppe. Wie sparsam ihr Antrieb bei voller Auslastung arbeitet, beantwortet nur einen Teil der Betriebsfrage. Wenn sie lange leer läuft, zählt auch dieser Verbrauch. Bei Speichern sind die technischen Abläufe anders; der Vergleich verdeutlicht, warum ein einzelner günstiger Arbeitspunkt keine Jahresbilanz ersetzt.
Ebenso braucht die gemeldete Verbesserung von 0,4 Prozent eine saubere Lesart. Der Hersteller verwendet diese Formulierung für die Umrichterebene. Ohne eine eindeutige Definition sollte daraus keine eigene Behauptung über 0,4 Prozentpunkte Gesamtwirkungsgrad werden. Prozent und Prozentpunkte beschreiben verschiedene Vergleiche.
Ein gedachtes Beispiel zeigt den Unterschied: Steigt ein Wirkungsgrad von 98 auf 98,4 Prozent, beträgt der Abstand 0,4 Prozentpunkte. Eine relative Verbesserung um 0,4 Prozent würde dagegen den Ausgangswert mit 1,004 multiplizieren. Die Rechnung dient der Begriffsabgrenzung und gibt keine zusätzlichen PowerTitan-Messdaten wieder.
Ein weiterer Unterschied liegt zwischen einer Energierechnung und einer Leistungsgrenze. Eine Anlage könnte die gewünschte Energiemenge grundsätzlich speichern, sie aber nur mit einer begrenzten Geschwindigkeit umwandeln. Eine leistungsfähigere Umwandlung hilft dann beim schnellen Abruf. Ein höherer Wirkungsgrad hilft dagegen dabei, weniger Energie auf dem Weg zu verlieren. Beide Verbesserungen können gemeinsam auftreten, sollten aber als unterschiedliche Eigenschaften beschrieben werden.
Für einen einfachen Vergleich kann man deshalb zuerst den Ablauf skizzieren: Strom aufnehmen, Vorrat halten, Strom abgeben. Neben jeden Schritt gehören seine technischen Bedingungen. Erst danach lässt sich die passende Kennzahl eintragen. So bleibt erkennbar, ob gerade über die Geschwindigkeit, die Menge oder den Verlust gesprochen wird. Dieses Vorgehen macht eine Meldung auch dann verständlich, wenn der Hersteller zahlreiche Leistungsdaten gleichzeitig nennt.
Welche Zahl für welche Frage gebraucht wird
Für die Auswahl einer Speicheranlage ist zunächst zu klären, welche Aufgabe sie erfüllen soll. Häufige tägliche Energieverschiebung, kurze kräftige Einsätze und lange Bereitschaftsphasen erzeugen verschiedene Betriebsprofile. Entsprechend verändern sich die Gewichte von Umwandlungsverlusten, Eigenbedarf und verfügbarer Energie.
Ein aussagekräftiger Vergleich stellt Anlagen an denselben Messpunkten und bei vergleichbaren Bedingungen gegenüber. Dazu gehören etwa Lade- und Entladeleistung, Dauer der dazwischenliegenden Speicherung und der einbezogene Eigenverbrauch. Sonst kann ein scheinbarer technischer Vorsprung teilweise aus unterschiedlichen Rechengrenzen entstehen.
Die neue Elektronik setzt an einem wichtigen Durchgangstor an. Jede dort eingesparte Energiemenge kann die für andere Zwecke verfügbare Energie erhöhen. Der praktische Gewinn muss aber entlang der gesamten Kette verfolgt werden. Erst dann wird sichtbar, welche Menge am Netzanschluss zurückkommt und unter welchen Bedingungen sie bereitsteht.
Für das Lesen der Ankündigung genügt deshalb eine einfache Zuordnung: Mehr als 99,3 Prozent beschreibt den genannten Spitzenwert der Umwandlung. Der Rundlaufwirkungsgrad beantwortet die Reise durch den ganzen Speicher. Beides sind sinnvolle Kennzahlen, sobald die jeweilige Frage und ihre Messgrenze klar sind.
Quellen
- onsemi: onsemi and Sungrow Advance Utility-Scale Energy Storage Performance with SiC Hybrid Technology, 14.10.2026. https://investor.onsemi.com/node/23336/pdf
- U.S. Department of Energy: Solar Power Electronic Devices. https://www.energy.gov/cmei/systems/solar-power-electronic-devices
- U.S. Department of Energy: Solar Integration: Inverters and Grid Services Basics. https://www.energy.gov/cmei/systems/solar-integration-inverters-and-grid-services-basicsFür diesen Artikel wurden KI-gestützte Recherche- und Editierwerkzeuge verwendet. Der Inhalt wurde redaktionell geprüft.
