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Wie lange hält eine Salzbatterie?

Die Lebensdauer einer Batterie jeglichen Typs hängt von verschiedenen Parametern ab, wie Temperatur (Blei, Lithium), Entladetiefe (alle Batterien), Lade- und Entladeströme (alle Batterien), Dauer der Lagerung vor Gebrauch (Lithium, Blei) usw.

Ein wichtiger Parameter ist die Lade- und Entladeleistung (Stromstärke der Ladung und Entladung). Wenn eine Batterie sehr stark belastet wird, wie zum Beispiel in einem eFahrzeug, dann lebt die Batterie nicht so lange, als wenn sie, wie bei einem USV-System, nur selten entladen wird.

Die Zyklentiefe spielt auch eine Rolle. Für die Salzbatterie kann man das im folgenden Diagramm nachlesen. Zu beachten ist, dass diese Kurve eine "synthetische" Kurve ist, die von beschleunigten Zelltests im Labor abgeleitet wurde. Schliesslich kann man ja nicht 20 Jahre warten, bis die Tests fertig sind. Das Diagramm zeigt eine Lebenserwartung, also eine durchschnittliche Lebensdauer für einen Normzyklus. 


Ladezustand, Kalibrierung und Tiefenentladung einer Salzbatterie

Eine Salzbatterie wird zwischen 20% und 100% SOC (State of Chage) betrieben. Alle sieben Tage sollte die Batterie auf 100% geladen werden, damit der SOC wieder kalibriert ist. Wird die Batterie selten vollgeladen (z.B. jeden Monat nur einmal), dann erhöht sich der Innenwiderstand der Batterie und eine Vollladung dauert immer länger. Damit das nicht passiert und damit das Betriebsmanagementsystem (BMS) der Salzbatterie kalibriert wird, ist für alle sieben Tage eine Vollladung programmiert.

Eine Tiefentladung auf 0% SOC hat hingegen gemäss Batteriehersteller keinen Effekt auf die Batteriekapazität. Eine einzigartige Eigenschaft der NaNiCl-Batterie ist, dass diese «abgestellt» werden kann. Das heisst, die Salzbatterie wird tiefenentladen und die Innentemperatur von 265 Grad kühlt auf Umgebungstemperatur herunter. Wir nennen das «Winterschlaf». Dieser kommt zur Anwendung, wenn im Winter die Photovoltaik-Leistung stark abnimmt und es keinen Sinn mehr macht einen Batteriespeicher zu betreiben, weil zu wenig Überschussenergie vorhanden ist.


Wie ist das Ladeverhalten einer Salzbatterie?

Die Salz-Nickel-Batterie ist eine "gemütliche" Batterie. Sie lädt langsam. Die Batterie selbst – ohne die Batteriewechselrichter-Leistung zu berücksichtigen – kann im Maximum und nur für kurze Zeit (1 Stunde) bei nahezu leerer Batterie etwa 2 kW Leistung aufnehmen. Die Salzbatterie eignet sich daher nicht um grosse und kurzfristige PV-Produktionsspitzen aufzunehmen.

Sollen grössere PV-Produktionsspitzen verwertet werden, um die Rücklieferung ins Stromnetz zu mindern, empfiehlt sich eine Kombination aus Batterie- und thermischem Speicher. Der Batteriespeicher übernimmt dann die Grundversorgung des Hauses mit eigenem Strom und der thermische Speicher (Heizstab oder Wärmepumpe)  speichert zusätzlichen Überschuss in Form von warmem Wasser.


Wie lange dauert die Vollladung einer Salzbatterie?

Die Dauer bis die Salzbatterie 100 % geladen ist, hängt vom Ausgangsladezustand ab. Um eine völlig leere Batterie komplett aufzuladen, werden ca. 11 Stunden benötigt. 

Das Diagramm gibt Einblick in die Ladezeiten. Durch Klicken auf das Bild wird dieses vergrössert angezeigt. 


Wie ist das Entladeverhalten einer Salzbatterie?

Typischerweise lässt sich eine Salzbatterie schneller entladen als laden. Ein 9 kWh-Salzspeicher kann mit maximal 6 kVA Dauerleistung entladen werden.

Aufgrund des Innenwiderstandes der Batterie steigt die Innentemperatur der Salzbatterie bei grossen Entladeströmen an. Die Batterie lässt sich mit einer Innentemperatur zwischen 265º Celsius und 350º Celsius betreiben. Damit hat diese Batterie den weitesten Betriebstemperaturbereich aller bekannten Batterien.

Im Diagramm wird der Energie-Inhalt der Batterie bei unterschiedlichen Entladeleistungen dargestellt.


Wieviel Energie wird benötigt, um eine 9 kWh-Salzbatterie auf Betriebstemperatur (250° C) zu bringen?

Um eine 9 kWh-Salzbatterie auf Betriebstemperatur zu bringen, benötigt man 9 kWh und dauert ca. 6-8, maximal 12 Stunden. Wird die Salzbatterie über den normalen Netzstrom aufgeheizt, liegen die Kosten in der Schweiz lediglich bei ca. 2 CHF – in Deutschland kostet es ca. 3 EUR. Natürlich kann die Batterie auch über die eigene Photovoltaik-Anlage hochgeheizt werden.


Wieviel Leistung wird benötigt, um die 9 kWh-Salzbatterie auf Betriebstemperatur zu halten?

Durchschnittlich werden 120 Watt für den Selbsterhalt der Betriebstemperatur pro 9 kWh-Salzbatterie benötigt. Die Batterie hat einen Wirkungsgrad von 90 % bei einem Normzyklus von C/5. Das heisst, die Batterie benötigt ca. 10 % zur Erhaltung der Temperatur von 250° C.


Mit welcher maximalen Leistung können die Batterien entladen werden?

Jeder Batterietyp erwärmt sich beim Entladen, weil eine Batterie einen "inneren Widerstand" hat. Der innere Widerstand der Salzbatterie ist grösser als derjenige einer Lithium-Ionen-Batterie (LIB). Somit erwärmt sich die Salzbatterie schneller als eine LIB. Damit sich die Salzbatterie beim schnellen Entladen nicht überhitzt (Innentemperatur > 330º Celsius), hat die innovenergy diese Entladeleistung auf 100 A pro Batterie limitiert, das etwa einer Entladeleistung von 5 kW entspricht.

Der salidomo© ECO ist ein einphasiges System mit einem einzelnen Batteriewechselrichter mit einer Leistung von 2.4 kW (oder 3 kVA). Der Wechselrichter kann 2.4 kW Leistung der Batterie entnehmen.

Der salidomo© 9 ist ein dreiphasiges System mit einer Nennleistung von 7.2 kW (oder 9 kVA). Die drei Batteriewechselrichter könnten etwa 7 kW einer einzelnen Salzbatterie entnehmen. Batteriebedingt können aber nur maximal 5 kW entzogen werden. Beim salidomo© 18 hingegen können die gesamte Wechselrichterleistung von 7.2 kW den beiden Salzbatterien entnommen werden.

Der salidomo© EXT 27/36 ist ebenfalls ein dreiphasiges System mit einer Nennleistung der Batteriewechselrichter von 12 kW (oder 15 kVA). Die drei Batterien beim salidomo© EXT 27 können maximal 15 kW abgeben; die vier Batterien des salidomo© EXT 36 die ganzen 20 kW. Die drei Batteriewechselrichter jedoch können maximal 12 kW Leistung den Salzbatterien entnehmen.

Diese Entladeleistung gilt bei einer Betriebstemperatur von 25° Celsius. Steigt die Temperatur, dann sinkt die Wechselrichterleistung – das nennt man "derating".

Siehe auch technisches Datenblatt der Wechselrichter:


Wie hoch ist der End-to-end-Wirkungsgrad eines Salzbatteriespeichersystems?

Der Normzyklus einer Salzbatterie wurde vom Hersteller exakt definiert und liegt bei einem Wirkungsgrad von 90%. Jegliche Abweichung von diesem Normzyklus bedeutet einen schlechteren Wirkungsgrad. Das gilt aber auch für alle Angaben anderer Batteriehersteller. 

Welcher endgültige Wirkungsgrad entsteht, ist sehr vom tatsächlichen Betrieb (Laden und Entladen) der Batterie abhängig. Wenn die Batteriegrösse richtig dimensioniert ist, kann man von einem mittleren Wirkungsgrad (Strom rein, Strom raus inklusive Wechselrichterverluste) von 60 - 65 % ausgehen. 


Unterschied PV-Wechselrichter und Batterie-Wechselrichter?

Vorerst muss man zwischen PV-Wechselrichter und Batterie-Wechselrichter unterscheiden. Alle salidomo© sind AC-gekoppelte Systeme, d.h., es braucht PV-Wechselrichter (Umwandlung von DC-Strom aus der PV-Anlage nach AC-Strom ins Hausnetz) und Batterie-Wechselrichter (Umwandlung von AC-Strom aus dem Hausnetz nach DC-Strom in die Batterie).

Da alle Verbraucher im Haus AC  (Wechselstrom) benötigen, funktioniert eine Aufladung der Batterie direkt aus der PV-Anlage nur bedingt. Schliesslich sollen die Verbraucher vor der Batterie versorgt werden und erst der Strom-Überschuss in die Batterie eingespeist werden. Des Weiteren hat der PV-Strom eine andere Spannung als die Batterie, welche mit 48 V betrieben wird. Über die AC-Koppelung wird dieser DC-Spannungsunterschied ausgeglichen.


Funktioniert der salidomo© auch mit anderen Batterie-Wechselrichtern?

Da der salidomo© ein AC-gekoppeltes Komplettsystem ist und Batteriewechselrichter von Victron schon eingebaut sind, funktioniert er mit allen PV-Wechselrichtern.

Der salidomo© darf nicht mit anderen Batteriewechselrichtern betrieben werden, da sonst die Gerätezertifizierung ungültig wird und eine Sonderzulassung rechtlich erforderlich wird. Hier geht es um Haftungsansprüche, die dann der Umbauer vollumfänglich zu tragen hat. innovenergy als auch die Hersteller der Komponenten übernehmen im Falle eines Umbaus keinerlei Garantiegewährleistungen und Support mehr.


Was ist der Unterschied zwischen einer AC-gekoppelten und einer DC-gekoppelten Batteriespeicheranlage?

Eine AC-gekoppelte Batteriespeicheranlage nimmt den Wechselstrom vom (Haus)Netz und wandelt diesen in Gleichstrom zum Laden der Batterien um. Beim Entladen der Batterien wird der Batterie-Gleichstrom wieder in Wechselstrom für das (Haus)Netz umgewandelt. Beim Umwandeln von Netzstrom in Batteriestrom und wieder zurück entstehen Verluste im Batteriewechselrichter. Typischerweise gehen zwischen 10% und 15% der Energie als Abwärme in den Wechselrichtern verloren.

Vorteil: Eine AC-gekoppelte Batteriespeicheranlage kann man auch nach dem Bau der PV-Anlage installieren. Nachteil: Insgesamt gehen bis zu 20% der PV-Energie verloren, denn zum oben beschriebenen Verlust der Batteriewechselrichter kommen auch die Verluste des PV-Wechselrichters hinzu. Der PV-Wechselrichter wandelt den Gleichstrom von den PV-Modulen in Wechselstrom um, der dann über die Batteriewechselrichter zum Laden und Entladen der Batterien verwendet wird. Auch hier entstehen zwischen den PV-Modulen und dem Wechselstrom-Netz Verluste von ein paar Prozenten.

Eine DC-gekoppelte Batteriespeicheranlage vermeidet diese Umwandlungsverluste und wandelt den Gleichstrom der PV-Module direkt in Gleichstrom zum Laden der Batterien um. Beim Entladen der Batterien wird der Batterie-Gleichstrom wie gehabt in Wechselstrom für das Netz umgewandelt.

Vorteil: Geringere Umwandlungsverluste und nahtloser Betrieb der PV-Anlage auch ohne AC-Netz. Nachteil: Ist meist nur bei einer PV-Neuanlage möglich.

Der salidomo© kann als AC-gekoppelter Batteriespeicher betrieben werden, als DC-gekoppelter Batteriespeicher oder sogar eine Kombination davon.


Mit welchen Produkten kann man die Salzbatterien über DC laden?

Alle Solarladeregler von Victron können ohne Weiteres die Salzbatteriespeichersysteme von innovenergy laden. Die Ladeleistung ist beim salidomo© auf 6 kW beschränkt, beim salidomo© EXT auf 12 kW. 

Die Solarladeregler von Studer Innotec funktionieren ebenfalls, können aber nicht ausgelesen und werden somit auch nicht auf der Webplattform von Victron dargestellt. 


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Dann melden Sie sich doch einfach zu einem unserer nächsten Info-Webinare an oder fragen Sie einen unserer Vertriebspartner in Ihrer Nähe. 

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