Mein Marstek Venus E läuft inzwischen seit gut anderthalb Jahren. Über openHAB und Modbus kann ich nicht nur den Ladezustand sehen, sondern auch Leistung, Batteriestrom, Zellspannungen und Temperaturen aufzeichnen. Nachdem der angezeigte Ladezustand am oberen Ende auffällig schnell auf 100 Prozent sprang, wollte ich wissen: Wie viel nutzbare Kapazität liefert der Speicher tatsächlich noch?
Dafür habe ich zwei kontrollierte Lade- und Entladezyklen durchgeführt. Das Ergebnis war in beiden Läufen praktisch identisch: Zwischen 100 und 12 Prozent Ladezustand kamen 3,33 kWh Wechselstrom aus dem Speicher. Batterieintern wurden rund 3,84 kWh beziehungsweise knapp 74 Ah entnommen. In diesem Beitrag erkläre ich die Messwerte so, dass man dafür kein Batterielabor benötigt.
Die technische Grundlage ist meine bereits beschriebene Einbindung des Marstek Venus E in mein Smart Home. Die Messdaten lese ich über die Modbus-Anbindung an openHAB aus. Und kurz zum Bildchen des Beitrags: Das ist natürlich nur ein Symbolbild, zerlegt habe ich den Speicher nicht 😉
Warum ich die Marstek-Venus-E-Kapazität geprüft habe
Der Venus E ist mit 5,12 kWh beziehungsweise 100 Ah angegeben. Mein Gerät meldet inzwischen rund 317 Vollzyklen. Die internen Gesamtzähler liegen bei rund 2.106 kWh geladener und 1.624 kWh entladener Energie. Das ist genug Betriebserfahrung, um nicht nur einen einzelnen Tageswert, sondern den Zustand nach längerer Nutzung zu betrachten.
Auslöser für den Test war kein Fehleralarm. Auffällig war vielmehr das Verhalten nahe der Vollladung: Der Ladezustand stieg am Ende schneller als erwartet auf 100 Prozent, während gleichzeitig die Zellspreizung zunahm. Der einzelne Spannungswert war dabei noch kein Defektnachweis, sondern ein Anlass, Kapazität und Zellverhalten genauer zu untersuchen.
Die wichtigsten Messwerte einfach erklärt
- SOC: Der „State of Charge“ ist der angezeigte Ladezustand in Prozent. 100 Prozent bedeutet, dass das Batteriemanagement den Akku als voll betrachtet. Es ist keine direkte Messung jeder gespeicherten Wattstunde.
- kWh: Kilowattstunden beschreiben die Energiemenge. Ein Verbraucher mit 1.000 W benötigt in einer Stunde 1 kWh.
- Ah: Amperestunden geben die entnommene elektrische Ladung an. Beim 100-Ah-Akku sind sie ein nützlicher zweiter Kontrollwert.
- DC-Energie: Das ist die Energie auf der Batterieseite vor dem Wechselrichter.
- AC-Energie: Das ist die Energie, die nach der Umwandlung als 230-V-Wechselstrom zur Verfügung steht.
- Zellspreizung: Die Differenz zwischen höchster und niedrigster Zellspannung. Je größer sie ist, desto ungleicher sind die Zellen in diesem Moment geladen.
So lief der Kapazitätstest ab
- Laden mit 1.500 W bis zum gemeldeten SOC von 100 Prozent.
- Beim ersten Lauf zwei Stunden, beim zweiten Lauf vier Stunden auf 100 Prozent halten. Damit bekam das Batteriemanagement Zeit zum Balancieren.
- Kontrolliertes Entladen mit 1.200 W bis 12 Prozent SOC.
- Anschließend eine Ruhephase, um das Verhalten ohne Last zu beobachten.
Während des gesamten Tests zeichnete openHAB die Modbus-Werte auf. Eine separate Sicherheitsregel überwachte im Fünfsekundentakt Zellspannungen, Zellspreizung, Temperaturen, Fehlerwörter und die Verbindung zum Speicher. Normale Lade- und Entladeregeln waren währenddessen deaktiviert. Die Steuerbefehle sende ich über die bereits dokumentierte RS485-/Modbus-Steuerung des Marstek Venus E.
Die Ergebnisse der beiden Messläufe
| Messwert | Lauf 1 | Lauf 2 |
|---|---|---|
| Entladezeit 100 bis 12 % | 2:46:35 h | 2:46:50 h |
| AC-Energie | 3,33 kWh | 3,33 kWh |
| DC-Energie, berechnet | ca. 3,84 kWh | ca. 3,84 kWh |
| Entnommene Ladung | ca. 73,8 Ah | ca. 73,9 Ah |
| Mittlere AC-Leistung | ca. 1.193 W | ca. 1.195 W |
| Größte Zellspreizung | 211 mV | 202 mV |
| Höchste Zellspannung | 3,605 V | 3,596 V |
| Alarme oder Fehler | keine | keine |
Die fast deckungsgleichen Resultate sind wichtig: Ein einzelner Lauf könnte durch Messfehler, eine ungünstige Ausgangslage oder einen kurzfristigen Zustand verfälscht sein. Dass selbst die vierstündige Haltephase im zweiten Lauf keine erkennbare Verbesserung brachte, spricht gegen einen bloßen einmaligen Ausreißer.
Ein zusätzlicher Blick auf das Entladeende hilft bei der Einordnung: Unmittelbar vor dem Stopp lag der SOC in beiden Läufen bei 13 Prozent, die Entladeleistung bei rund 1.200 W und die niedrigste Zellspannung bei etwa 3,164 bis 3,166 V. Die höchste Zelle lag bei rund 3,20 V; die Spreizung betrug nur etwa 35 mV. Nach dem Stopp bei 12 Prozent erholte sich die Packspannung auf rund 51,6 V und die niedrigste Zelle auf etwa 3,19 V.
Damit ist am unteren Ende keine einzelne Zelle erkennbar zusammengebrochen. Das spricht gegen eine klar schwache Einzelzelle als alleinige Ursache. Die LFP-Spannung verläuft in diesem Bereich allerdings sehr flach und kann den exakten Ladezustand nicht zuverlässig bestimmen. Die Werte passen daher eher zu einer Abweichung der SOC-Berechnung, einer insgesamt geringeren Packkapazität oder einer Begrenzung durch das Batteriemanagement.
Was bedeuten 3,33 kWh AC und 3,84 kWh DC?
Zwischen 100 und 12 Prozent werden laut Anzeige 88 Prozent der Batterie genutzt. Bei einer Nennkapazität von 5,12 kWh wären das theoretisch rund 4,51 kWh auf der Batterieseite. In der Community wird für den Venus E V3 auch eine tatsächliche Entladegrenze von etwa 12,9 Prozent genannt. Selbst mit diesem etwas kleineren Fenster von 87,1 Prozent ergäben sich rechnerisch noch rund 4,46 kWh. Gemessen habe ich etwa 3,84 kWh.
Die Ah-Messung bestätigt das Bild: 88 Prozent eines 100-Ah-Akkus wären 88 Ah. Tatsächlich wurden knapp 74 Ah entnommen, also rund 84 Prozent des rechnerischen Werts. Auf 100 Prozent hochgerechnet ergeben beide Messwege eine derzeit beobachtete Kapazität von ungefähr 4,36 kWh beziehungsweise 84 Ah.
Von den batterieinternen 3,84 kWh kamen 3,33 kWh als Wechselstrom an. Das entspricht etwa 86,7 Prozent. Der Wirkungsgrad hängt von der Entladeleistung ab; bei sehr kleinen Leistungen fallen Grundverbrauch und Elektronik stärker ins Gewicht. Meine beiden Tests liefen jedoch mit durchschnittlich rund 1.200 W und nicht im Bereich unter 200 W. Außerdem muss hier kein pauschaler Wirkungsgrad angenommen werden, weil DC- und AC-Energie getrennt erfasst wurden. Die Wandlungsverluste erklären daher nur den Unterschied zwischen 3,84 kWh DC und 3,33 kWh AC, nicht aber die bereits auf der Batterieseite geringer ausgefallene Energiemenge.
Zellspreizung am Ladeende richtig einordnen
Ein Batteriespeicher besteht nicht aus einem einzigen großen Akku, sondern aus vielen einzelnen Zellen. Vereinfacht kann man sie sich wie mehrere miteinander verbundene Wasserbehälter vorstellen. Alle gehören zum selben Speicher, sind aber nie vollkommen identisch. Manche Zellen nehmen etwas mehr Energie auf, andere etwas weniger.
Die Zellspreizung ist die Differenz zwischen der Zelle mit der höchsten und der Zelle mit der niedrigsten Spannung zum gleichen Zeitpunkt. Bei 3,600 V für die höchste und 3,389 V für die niedrigste Zelle beträgt sie beispielsweise 0,211 V beziehungsweise 211 mV. Je näher die Zellspannungen zusammenliegen, desto gleichmäßiger ist der Akku in diesem Moment.
Warum ist das wichtig? Beim Laden bestimmt die zuerst volle Zelle das Ende. Erreicht sie ihre obere Sicherheitsgrenze, muss das Batteriemanagement die Ladeleistung reduzieren oder das Laden beenden, obwohl andere Zellen noch nicht vollständig gefüllt sind. Beim Entladen gilt das Gleiche in umgekehrter Richtung: Erreicht eine schwächere Zelle zuerst ihre untere Spannungsgrenze, muss der gesamte Speicher abschalten, obwohl in den übrigen Zellen noch Energie vorhanden sein kann. Die nutzbare Kapazität des gesamten Speichers wird damit von den am stärksten abweichenden Zellen begrenzt.
Das Batteriemanagement versucht solche Unterschiede durch Balancing auszugleichen. Dabei wird die am weitesten geladene Zelle etwas gebremst, damit die anderen Zellen aufholen können. Dieser Vorgang ist häufig langsam. Genau deshalb habe ich den Speicher im zweiten Test vier Stunden bei 100 Prozent gehalten. Die anschließend entnommene Energiemenge verbesserte sich gegenüber dem ersten Lauf trotzdem nicht erkennbar.
Über weite Teile meiner Tests lag die Spreizung nur im ein- bis niedrigen zweistelligen Millivoltbereich. Direkt am Ladeende stieg sie reproduzierbar auf 202 bis 211 mV, während die höchste Zelle knapp 3,6 V erreichte. Nach den anschließenden Ruhephasen lag die Differenz in beiden Tests nur noch bei 67 mV.
Bei Lithium-Eisenphosphat-Zellen steigt die Spannung kurz vor der Vollladung besonders steil an. Kleine Unterschiede beim Ladezustand können deshalb eine vergleichsweise große Spannungsdifferenz erzeugen, ohne dass entsprechend viel Kapazität fehlt. Im Changelog des Community-Projekts Omnibattery werden etwa 170 bis 180 mV am oberen Ladeende als üblicher Ausgangszustand beschrieben. Das ist eine hilfreiche Erfahrung aus der Community, aber keine offizielle Marstek-Spezifikation.
Die bei mir gemessenen 202 bis 211 mV sind allein daher kein Beweis für einen Defekt. Für die Beurteilung waren sie nur eine ergänzende Beobachtung. Ausschlaggebend waren die in zwei Läufen nahezu identische, geringere Energiemenge und der auffällige SOC-Sprung am Ladeende.
Ist der Speicher damit defekt?
Allein anhand der Feldmessung ließ sich zunächst nicht seriös entscheiden, ob tatsächlich ein Hardwaredefekt vorlag. Der Speicher arbeitete stabil, blieb temperaturseitig unauffällig und meldete weder Alarme noch Fehler. Als mögliche Ursachen kamen mehrere Punkte in Betracht:
- Der SOC des Batteriemanagements ist nicht mehr sauber kalibriert.
- Firmware oder Schutzgrenzen begrenzen den nutzbaren Bereich stärker als erwartet.
- Die Zellen sind am oberen Ladeende nicht ausreichend ausbalanciert.
- Ein Teil der Abweichung ist reale Alterung nach rund 317 Vollzyklen.
Die Größenordnung von rund 16 Prozent Abweichung bei Ah und etwa 15 Prozent bei der DC-Energie ist für mich jedoch groß genug, um sie nicht einfach als normalen Wechselrichterverlust abzuhaken.
Aktueller Stand mit dem Marstek-Support
Ich habe beide vollständigen Messläufe an Marstek gemeldet. Der Support hat neben einer verständlichen Zusammenfassung auch die hochaufgelösten Rohdaten und verdichtete CSV-Dateien erhalten. Konkret habe ich um eine Bewertung der Kapazität, der Zellspreizung und des SOC-Sprungs gebeten. Außerdem soll Marstek prüfen, ob Firmware, BMS-Kalibrierung oder ein gezieltes Balancing-Verfahren helfen können.
Marstek empfahl zunächst einen Reset über die Ein-/Aus-Taste, die erneute Einrichtung von WLAN und App sowie die Installation einer bereitgestellten Firmware. Ich habe diese Schritte durchgeführt. In der App wurde allerdings nur ein Update für das Kommunikationsmodul angeboten. Die per Modbus ausgelesenen Hauptversionen blieben unverändert bei EMS 156 und BMS 216. Nach dem Neustart arbeitete der Speicher wieder ohne gesetzte Alarm- oder Fehlerwörter.
Nach der Auswertung meiner Daten teilte Marstek anschließend mit, dass nach den ersten Tests eine mögliche Hardwarefehlfunktion vermutet werde. Der Fall wurde deshalb an das zuständige technische Team für weitere Prüfungen weitergeleitet. Inzwischen hat Marstek den Austausch des Speichers zugesagt.
Geplanter Volllasttest nach Austauschzusage ausgelassen
Nach den beiden nahezu identischen Entladungen mit 1.200 W war noch ein Vergleichstest mit 2.500 W vorbereitet. Diesen Volllasttest hätten wir regulär durchgeführt: den Speicher erneut mit 1.500 W bis 100 Prozent laden, 30 Minuten voll stehen lassen und anschließend mit 2.500 W bis 12 Prozent SOC entladen. Danach war wieder eine Ruhephase vorgesehen. Damit die abgegebene Energie nicht unnötig ins Netz eingespeist wird, sollte während der Entladung das Elektroauto laden.
Ein solcher Test beantwortet eine andere Frage als die beiden Messungen mit 1.200 W. Unter höherer Last fließt mehr Strom. Dadurch werden Unterschiede beim Innenwiderstand der Zellen deutlicher: Eine schwächere Zelle kann stärker in der Spannung einbrechen, die Zellspreizung kann wachsen und das Batteriemanagement könnte die Entladung früher begrenzen. Gleichzeitig lässt sich beobachten, wie stark Zell-, Innen- und MOS-Temperaturen steigen.
Auch der Vergleich der entnommenen Energie und Amperestunden wäre interessant gewesen. Bei höherer Leistung sind etwas größere Umwandlungs- und Leitungsverluste zu erwarten. Die DC-Energie und die entnommenen Ah sollten aber nicht unverhältnismäßig einbrechen. Ein deutlich früheres Abschalten, eine wesentlich größere Zellspreizung oder stark abweichende Ah hätten den Verdacht auf eine belastungsabhängige Zellschwäche weiter erhärtet. Ein ähnliches Ergebnis wie bei 1.200 W hätte dagegen gezeigt, dass die festgestellte Kapazitätsabweichung weitgehend unabhängig von der Entladeleistung auftritt.
Der Ablauf wurde bereits gestartet, aber noch während der vorbereitenden Ladephase bei rund 70 Prozent SOC beendet. Zu diesem Zeitpunkt lag die Austauschzusage von Marstek vor. Damit war die zusätzliche Tiefentladung weder für die Diagnose noch für die Entscheidung des Herstellers erforderlich. Eine Entladung mit 2.500 W fand deshalb bewusst nicht mehr statt. Aus diesem Ansatz gibt es folglich kein Messergebnis; er wird nicht als dritter Testlauf gewertet.
Grenzen der Messung
Das ist ein kontrollierter Praxistest, aber keine zertifizierte Labormessung. Strom, Spannung, SOC und Energie stammen aus den internen Modbus-Registern des Marstek. Die DC-Energie und Ah wurden aus den zeitlich aufgezeichneten Werten integriert. Der interne AC-Gesamtzähler dient als unabhängiger Vergleich auf der Ausgangsseite.
Absolute Messfehler der internen Sensorik sind daher möglich. Die sehr gute Wiederholbarkeit beider Läufe und die Übereinstimmung von DC-Energie und Ah machen die beobachtete Abweichung dennoch relevant.
Fazit
Der Marstek Venus E liefert in meinen beiden bisherigen Tests zwischen 100 und 12 Prozent SOC jeweils 3,33 kWh AC. Batterieintern wurden rund 3,84 kWh und knapp 74 Ah entnommen. Wandlungsverluste sind vorhanden, erklären aber nicht die gesamte Differenz zur Nennkapazität.
Für den Defektverdacht entscheidend war nicht die Zellspreizung allein, sondern vor allem der in beiden Läufen nahezu identische, geringere nutzbare Energieinhalt und der schnelle SOC-Anstieg auf 100 Prozent. Die mehr als 200 mV direkt am Ladeende waren nur eine ergänzende Beobachtung und gingen nach der Ruhephase auf 67 mV zurück. Gleichzeitig zeigte der Speicher weder in der Marstek-App noch über seine Alarm- und Fehlerregister eine Störung. Im normalen Betrieb wirkte das Gerät vollständig unauffällig. Erst die langfristig gespeicherten Modbus-Werte, die Integration von Leistung und Strom sowie der Vergleich der Zellspannungen machten die Abweichung sichtbar. Marstek hat nach Prüfung der Daten inzwischen den Austausch des Speichers zugesagt.
Wie viele Nutzer einen solchen Fehler erkennen würden, lässt sich nicht seriös beziffern. Meine persönliche Vermutung ist jedoch, dass der weit überwiegende Teil der Marstek-Kunden mit der App allein dazu gar nicht in der Lage wäre – möglicherweise tatsächlich in einer Größenordnung von 95 Prozent. Das ist ausdrücklich keine Statistik. Es beschreibt das grundsätzliche Problem: Wenn App, Betriebsstatus und Fehleranzeige „normal“ melden, gibt es ohne Zugriff auf historische Rohwerte kaum einen Anlass und kaum eine Möglichkeit, die reale Kapazität nachzurechnen.
Damit die Auswertung nicht auf meine Installation beschränkt bleibt, habe ich dafür ein frei nutzbares PowerShell-Skript erstellt. Es liest die Messreihen über die openHAB-Persistenzschicht aus, berechnet Energie, Amperestunden, Zellspreizung und Temperaturen und erzeugt einen nachvollziehbaren Bericht. Die Anleitung zur Marstek-Batterieanalyse mit openHAB und das Skript zum Download stehen in einem separaten Beitrag.
Eine Antwort auf „Marstek Venus E im Langzeittest: Wie viel Kapazität bleibt nach rund 317 Zyklen?“