Der Round-Trip-Wirkungsgrad beschreibt das Verhältnis zwischen der gespeicherten und der wieder abgegebenen Energie eines Speichersystems.
Er gibt an, wie viel der eingespeisten elektrischen Energie nach einem vollständigen Lade- und Entladezyklus tatsächlich wieder nutzbar ist.
Je höher der Round-Trip-Wirkungsgrad, desto effizienter arbeitet der Batteriespeicher.
In modernen Energieprojekten – etwa in landwirtschaftlichen Betrieben mit Akkus und Photovoltaikanlagen – ist dieser Kennwert ein entscheidender Faktor für Wirtschaftlichkeit, Förderfähigkeit und Nachhaltigkeit.
Funktionsweise und Berechnung
Beim Laden eines Batteriespeichers wird elektrische Energie in chemische Energie umgewandelt. Beim Entladen läuft dieser Prozess in umgekehrter Richtung ab. Dabei treten unvermeidbare Verluste auf – zum Beispiel durch Wärmeentwicklung, interne Widerstände oder Umwandlungsverluste im Zwischenkreis und im Wechselrichter.
Der Round-Trip-Wirkungsgrad (ηRT) wird in Prozent angegeben und nach folgender Formel berechnet:
ηRT = (Energie beim Entladen ÷ Energie beim Laden) × 100
Beispiel: Wird ein Speicher mit 10 kWh geladen und gibt beim Entladen 9 kWh zurück, beträgt der Round-Trip-Wirkungsgrad 90 %. Die Differenz von 1 kWh entspricht den Energieverlusten durch Umwandlung und Speicherung.
Typische Wirkungsgrade unterschiedlicher Speichertechnologien
Der Wirkungsgrad hängt stark von der verwendeten Technologie ab:
- Lithium-Ionen-Batterien: 90–95 %
- Blei-Säure-Batterien: 70–85 %
- Redox-Flow-Batterien: 75–85 %
- Wasserstoffspeicher: 30–50 %
Besonders bei landwirtschaftlichen DC-gekoppelten Systemen können durch geringere Umwandlungsverluste höhere Wirkungsgrade erreicht werden.
Bedeutung für Landwirtschaft und Energieprojekte
Für Landwirte und Projektentwickler ist der Round-Trip-Wirkungsgrad ein wichtiger Kennwert bei der Auswahl von Speichersystemen. Er entscheidet darüber, wie viel der selbst erzeugten Energie – beispielsweise aus Photovoltaik- oder Biogasanlagen – tatsächlich genutzt werden kann.
Ein hoher Wirkungsgrad bedeutet geringere Energieverluste, niedrigere Betriebskosten und eine schnellere Amortisation der Investition. Gleichzeitig verbessert sich die ökologische Bilanz des Betriebs, da weniger Energie ungenutzt verloren geht.
Faktoren, die den Wirkungsgrad beeinflussen
- Temperatur der Batterie und Umgebung
- Qualität der Batterie-Management-Systeme (BMS)
- Art der Systemkopplung (DC- oder AC-Kopplung)
- Alter und Wartungszustand der Batterie
- Entladungstiefe (Depth of Discharge, DoD)
Eine sorgfältige Planung und regelmäßige Wartung tragen entscheidend dazu bei, den Round-Trip-Wirkungsgrad über die gesamte Lebensdauer des Systems hoch zu halten.
Förderung und Wirtschaftlichkeit
Förderstellen wie die KfW oder das BAFA bewerten bei Speicherprojekten häufig technische Kennzahlen wie den Round-Trip-Wirkungsgrad, um die Förderfähigkeit zu bestimmen. Systeme mit besonders hohen Wirkungsgraden gelten als effizienter und wirtschaftlich attraktiver.
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Fazit
Der Round-Trip-Wirkungsgrad ist ein zentraler Indikator für die Leistungsfähigkeit eines Energiespeichers.
Er zeigt, wie effizient Energie gespeichert und wieder genutzt werden kann – und beeinflusst damit direkt die Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit eines Projekts.
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