Wandlungsverluste
Wandlungsverluste entstehen, wenn Energie von einer Form in eine andere umgewandelt wird. In einer Photovoltaikanlage betrifft das beispielsweise die Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom im Wechselrichter sowie die Lade- und Entladeprozesse eines Batteriespeichers. Ein Teil der eingesetzten Energie wird dabei als Wärme abgegeben und steht anschließend nicht mehr als elektrische Energie zur Verfügung. Davon zu unterscheiden sind Leitungsverluste in Kabeln und Steckverbindungen sowie der Eigenverbrauch von Geräten. Zusammen verringern diese Verluste die nutzbare Strommenge des Systems.
Was bedeutet das in der Praxis?
Für Ertrags- und Wirtschaftlichkeitsberechnungen sollten Wirkungsgrade verwendet werden, die zu den tatsächlichen Betriebsbedingungen passen. Der maximale Wirkungsgrad aus dem Datenblatt wird nicht bei jeder Leistung erreicht. Besonders bei geringer Auslastung können feste Eigenverbräuche stärker ins Gewicht fallen. Beim Speicher zählt der gesamte Weg vom Laden bis zur späteren Nutzung. Eine passende Dimensionierung und abgestimmte Komponenten begrenzen Verluste. Monitoring kann Auffälligkeiten sichtbar machen, sofern vergleichbare Messwerte an den relevanten Stellen vorliegen.
Ein einfaches Beispiel
Am Gleichstromeingang eines Wechselrichters stehen über einen betrachteten Zeitraum 10 kWh elektrische Energie zur Verfügung. Bei einem angenommenen Wirkungsgrad von 97 Prozent werden daraus 9,7 kWh Wechselstrom. Die Differenz von 0,3 kWh entspricht den Verlusten dieser Umwandlung. Wird ein Teil des Stroms anschließend gespeichert und später wieder entnommen, entstehen auf diesem zusätzlichen Weg weitere Verluste.
Vereinfachtes Rechenbeispiel mit konstant angenommenem Wirkungsgrad. Zusätzliche Leitungs-, Speicher- und Bereitschaftsverluste sind darin nicht enthalten.
Welche Faktoren spielen eine Rolle?
Betriebspunkt und Auslastung: Leistung, Spannung und Temperatur beeinflussen den Wirkungsgrad von Wechselrichter und Speichertechnik.
Systemaufbau: Anzahl und Art der Umwandlungsschritte bestimmen, welche Verluste auf dem Weg zum Verbraucher entstehen.
Betrachtungsgrenzen: Für einen fairen Vergleich muss klar sein, ob Angaben nur ein Gerät oder das gesamte System einschließlich Eigenverbrauch und Verkabelung betreffen.
Wirkungsgrade aufeinanderfolgender Umwandlungen werden multipliziert: Zwei Schritte mit jeweils 95 Prozent ergeben zusammen 90,25 Prozent Gesamtwirkungsgrad.
Andere Begriffe dafür:
- Umwandlungsverluste
- Energiewandlungsverluste
- Konversionsverluste
- Conversion Losses