Vor dem Hintergrund des beschleunigten Übergangs Chinas zu sauberer Energie stellte Zsen Risun Energy Technologies heute auf der Internationalen Ausstellung für Energiespeichertechnologien 2024 in Shanghai sein NovaGuard-S5-Heim-Energiespeichersystem vor. Die Markteinführung stellt einen Meilenstein auf dem Forschungs- und Entwicklungs-Weg des Unternehmens dar: Das NovaGuard S5 wurde im Rahmen eines zwölfmonatigen, fachübergreifenden Entwicklungsprozesses entwickelt und bietet eine um 25 % höhere Energiedichte, eine um 40 % schnellere Ladeleistung sowie eine Lebensdauer von 15 Jahren – und setzt damit einen neuen Benchmark für die Leistungsfähigkeit von Batteriesystemen für den Wohnbereich. Die Messe unter dem Motto „Grüner Speicher, zukünftige Energie“ zog über 35.000 Besucher aus 42 Ländern an und war damit die größte Zusammenkunft von Akteuren aus dem Bereich Energiespeicherung in Asien in diesem Jahr.
Hintergrund: Ein Wettlauf zur Dekarbonisierung
Die Messe findet zu einem entscheidenden Zeitpunkt statt: Laut Angaben der chinesischen Nationalen Energieverwaltung stiegen die Installationen von Solaranlagen mit Speichersystemen für den Wohnbereich im ersten Halbjahr 2024 um 98 % gegenüber dem Vorjahreszeitraum – angetrieben durch staatliche Anreize und Bedenken hinsichtlich der Netzstabilität. Dennoch stehen viele Haushalte weiterhin vor Kompromissen zwischen Systemkosten, Lebensdauer und Sicherheit. Eine kürzlich vom Chinesischen Verband für Erneuerbare Energien durchgeführte Umfrage ergab, dass 62 % der Hausbesitzer „Lebensdauer der Batterie“ als ihr Hauptanliegen nennen, während 48 % hohe Anschaffungskosten befürchten.
„Heimspeicher für erneuerbare Energien sind nicht nur eine Notstromversorgung – sie bilden die Grundlage für ein dezentrales, kohlenstofffreies Stromnetz“, sagte Dr. Wei Qiang, Leiter der Produktentwicklung bei Zsen Risun, während der Produktvorstellung. „Der NovaGuard S5 ist unsere Antwort auf die Marktnachfrage nach einem System, das Hausbesitzer nicht zwingt, zwischen Leistung und Sicherheitsgefühl zu wählen.“ Das System, das am 200 Quadratmeter großen Ausstellungsstand von Zsen Risun präsentiert wurde (siehe Foto), hat bereits Vorbestellungen in Höhe von insgesamt 21.000 Einheiten von europäischen und australischen Distributoren erhalten und unterstreicht damit seine globale Attraktivität.
Die 12-monatige F&E-Reise hinter dem NovaGuard S5
Der F&E-Prozess von Zsen Risun für den NovaGuard S5 ist eine Meisterklasse agiler Zusammenarbeit: Er integriert Werkstoffwissenschaft, Thermotechnik und KI-gestützte Tests, um ein Produkt zu liefern, das die branchenüblichen Standards übertrifft. Das Projekt mit dem Codenamen „Project Aurora“ umfasste 87 Ingenieure, 12 fachübergreifende Sprints sowie mehr als 14.000 Stunden Labortests.
1. Phase 1: Nutzerzentrierte Anforderungserhebung (Januar–Februar 2024)
Das Projekt begann mit einer weltweiten Umfrage unter 3.500 Privatkunden und 200 Installateuren, bei der drei zentrale Problembereiche identifiziert wurden:
Langsame Ladegeschwindigkeiten, die die Bereitschaft zur Notstromversorgung bei Netzausfällen einschränken
Hohe Anschaffungskosten im Verhältnis zur Lebensdauer, was zu langen Amortisationszeiten führt
Bedenken hinsichtlich des Risikos einer thermischen Durchgehung, verstärkt durch Hochtemperatur-Klimazonen
Dieses Feedback prägte unmittelbar die F&E-Roadmap: Das Team priorisierte eine Lebensdauer von 10.000 Ladezyklen, eine Ladezeit von 0–80 % in 90 Minuten sowie ein passives Thermomanagementsystem, das den Einsatz lauter, wartungsintensiver Lüfter überflüssig macht. Um diese Prioritäten zu validieren, veranstaltete das Team 12 Fokusgruppen in Shanghai, Berlin und Sydney, bei denen Hausbesitzer Prototypen von Ladeschnittstellen testeten und Rückmeldungen zum kompakten, freistehenden Systemdesign gaben.
2. Phase 2: Materialinnovation und Zellformulierung (März–April 2024)
Am Suzhou-F&E-Zentrum von Zsen Risun konzentrierten sich Materialwissenschaftler darauf, die Chemie der Lithium-Eisen-Phosphat-(LFP-)Zellen zu optimieren – die Grundlage des NovaGuard S5. Sie entwickelten eine patentierte Nano-Silizium-Verbund-Anode, die die Energiedichte auf 165 Wh/kg steigert – also um 25 % höher als bei Standard-LFP-Zellen – und gleichzeitig die thermische Stabilität bewahrt, die LFP zur sichersten Batteriechemie auf dem Markt macht.
Das Team entwickelte zudem eine Festelektrolyt-Beschichtung, die den Innenwiderstand um 18 % senkt und so die Schnellladefunktion mit einer Ladezeit von 90 Minuten ermöglicht. „Wir haben über 70 Elektrolytformulierungen getestet, bevor wir eine gefunden hatten, die Leitfähigkeit und Stabilität optimal miteinander vereint“, erklärte Dr. Lin Mei, leitende Zellchemikerin. „Allein dieser Durchbruch halbierte unsere Ziel-Ladezeit.“ Um diese Innovation zu skalieren, ging Zsen Risun eine Partnerschaft mit dem Institut für Materialwissenschaft der Tsinghua-Universität ein, um den Herstellungsprozess der Beschichtung zu verfeinern und den Materialabfall um 32 % zu reduzieren.
3. Phase 3: Moduldesign und thermische Konstruktion (Mai–Juni 2024)
Eine zentrale Herausforderung bestand darin, die bei Schnellladung entstehende Wärme ohne aktive Kühlung abzuführen. Das Ingenieurteam entwickelte eine thermische Zwischenschicht aus Graphitschaum, die jede Zelle umhüllt und die Wärme an einen in die Modulbasis integrierten Aluminium-Wärmesenker ableitet. Dieses passive System beseitigt nicht nur Lüftergeräusche und Wartungsaufwand, sondern stellt zudem sicher, dass die Zelltemperaturen selbst bei kontinuierlicher Entladung mit 1C unter 45 °C bleiben.
„Wir haben 3.000 Stunden lang thermische Wechseltests durchgeführt, um dieses Design zu validieren“, sagte Dr. Chen Hao, Leitender Konstrukteur für Maschinenbau. „Im ungünstigsten Fall – direkte Sonneneinstrahlung bei einer Umgebungstemperatur von 40 °C – überschritten unsere Module niemals 42 °C.“ Die kompakte, freistehende Bauweise des NovaGuard S5 (sichtbar in der Messestand-Darstellung) wurde zudem für eine einfache Installation optimiert, mit integriertem Kabelmanagement und einer werkzeuglos zugänglichen Frontplatte für den Zugriff auf das BMS. Installateure, die an Fokusgruppen teilnahmen, lobten das Design und stellten fest, dass es die vor-Ort-Installationszeit pro Einheit im Durchschnitt um 45 Minuten verkürzt.
4. Phase 4: Entwicklung eines KI-gestützten Batteriemanagementsystems (Juli–August 2024)
Das hauseigene BMS-Team von Zsen Risun entwickelte ein KI-gestütztes Batteriemanagementsystem, das aus realen Nutzungsmustern lernt, um die Lebensdauer zu maximieren. Das BMS umfasst:
Vorhersagende Zellenausgleichsfunktion: Passt die Ladeströme an, um eine Überbeanspruchung einzelner Zellen zu vermeiden, wodurch die Zykluslebensdauer um 12 % verlängert wird
Netzintegrationsalgorithmen: Wechselt automatisch zwischen Netzstrom, Solarenergie und Batteriestrom, um die Stromkosten zu minimieren
Echtzeitsicherheitsdiagnose: Überwacht 24 Parameter, darunter Spannung, Strom und Temperatur, mit einer Reaktionszeit von 100 Millisekunden auf Anomalien
Während Feldversuchen in Guangdong senkte das BMS die Stromrechnungen der Kunden im Durchschnitt um 38 %, indem es Zeitpreissignale nutzte – eine Funktion, die sich für europäische Distributoren zu einem zentralen Verkaufsargument entwickelt hat. Das Team integrierte zudem ein cloudbasiertes Firmware-Update-System, das Remote-Patches und Leistungsverbesserungen ohne Vor-Ort-Einsätze ermöglicht. In einem jüngsten Versuch konnte das Team so innerhalb von 72 Stunden einen geringfügigen Softwarefehler beheben, der 300 Geräte im Feld betraf, wobei es zu keiner Ausfallzeit bei den Kunden kam.
5. Phase 5: Beschleunigte Prüfung und Validierung (September–Oktober 2024)
Vor der Serienproduktion durchlief die NovaGuard S5 ein sechsmonatiges beschleunigtes Alterungsprogramm, das 15 Jahre Nutzung simuliert. Zu den wichtigsten Prüfungen gehörten:
Simulation einer thermischen Durchgehung: Überladen einer Zelle, um zu überprüfen, ob das passive Kühlsystem und das feuerhemmende Gehäuse einen Vorfall wirksam eindämmen
Extremes Temperaturwechseln: Prüfung der Leistung im Bereich von -20 °C bis 55 °C, um die Zuverlässigkeit unter rauen klimatischen Bedingungen sicherzustellen
Mechanische Belastungstests: Herabfallen des Moduls aus einer Höhe von 1,5 Metern sowie Belastung mit 5G-Vibration zur Validierung der Robustheit
Das System bestand alle Tests ohne kritische Ausfälle; die Kapazitätserhaltung lag nach 10.000 Zyklen weiterhin über 80 % – damit wird der Industriestandard um 20 % übertroffen. Unabhängige Tests durch TÜV Rheinland bestätigten, dass die NovaGuard S5 den Sicherheitsstandards IEC 62619 entspricht und unter realen Bedingungen eine Zuverlässigkeitsbewertung von 99,97 % erreicht.
6. Phase 6: Pilotfertigung und Feldversuche (Oktober 2024)
Ein Pilotlauf mit 500 Einheiten wurde in 120 Haushalten in China, Deutschland und Australien durchgeführt. Das erste Feedback war überwiegend positiv: Ein Hausbesitzer aus Melbourne berichtete, dass das System sein gesamtes Haus während eines jüngsten Netzausfalls 36 Stunden lang mit Strom versorgt habe, während eine Familie aus Guangzhou eine Reduzierung ihrer monatlichen Stromrechnung um 42 % verzeichnete. Installateure in Deutschland lobten die Kompatibilität des Systems mit europäischen Netzprotokollen; einer von ihnen bemerkte: „Die NovaGuard S5 integriert sich nahtlos in unsere bestehenden Solaranlagen und verkürzt unsere Inbetriebnahmezeit um 20 %.“
Branchenwirkung und zukünftige Roadmap
Der NovaGuard S5 hat bereits Anerkennung von Branchenexperten erhalten. „Zsen Risuns Fähigkeit, Materialinnovation, Thermotechnik und Künstliche Intelligenz in einem einzigen Produkt zu integrieren, ist ein echter Game-Changer“, so James O’Connor, Senior Analyst bei Wood Mackenzie. „Dieses System löst die größten Hindernisse für die Einführung von Speichersystemen im Wohnbereich und wir erwarten, dass es bis 2026 einen Marktanteil von 8–10 % im europäischen Raum erreichen wird.“
Um diesen Schwung weiter auszubauen, plant Zsen Risun folgende Maßnahmen:
Ausweitung seines Suzhou-Forschungs- und Entwicklungszentrums um 40 % im Jahr 2025, um die Entwicklung von Feststoffbatterien zu beschleunigen
Einführung eines 10-Jahres-Garantieprogramms für den NovaGuard S5 – die längste Garantie der Branche
Zusammenarbeit mit europäischen Solarinstallateuren, um das System gemeinsam mit Dach-Photovoltaikmodulen anzubieten und die Marktdurchdringung weiter voranzutreiben
Investition von 50 Millionen US-Dollar in eine neue Produktionsstätte in Ungarn zur Versorgung des europäischen Marktes, wodurch sich die Lieferzeiten um 60 % verkürzen
Während die Welt eilig auf eine Dekarbonisierung hinarbeitet, steht die NovaGuard S5 als Beweis dafür, was möglich ist, wenn Forschung und Entwicklung auf den Bedürfnissen der Nutzer und auf technischer Exzellenz beruhen. Auf der Messe in Shanghai, wo sich die Besucher um den Stand von Zsen Risun drängten, um das System in Aktion zu sehen, wurde deutlich: Die Zukunft der stationären Energiespeicherung für den Heimbereich ist bereits angekommen.
