Keine Kühlsysteme, keine sperrigen Container und auch kein Lithium: Das niederländische Startup Moonwatt denkt Batteriespeichersysteme (BESS) für hybride Solarkraftwerke neu. Seine Natrium-Ionen-Systeme arbeiten ohne aktive Kühlung und können direkt auf PV-Freiflächenanlagen verteilt werden. Dadurch ergeben sich neue Effizienzpotenziale in Design, Kosten und Leistung.
In diesem Interview erklärt Valentin Rota, CCO von Moonwatt, unter anderem, warum eine Spezialisierung auf eine Speichertechnologie größere Vorteile bietet als der in der Speicherbranche häufig genutzte „Schweizer Taschenmesser“-Ansatz.
Moonwatt wurde 2024 von Zukui Hu, Guillaume Mancini und mir, Valentin Rota, gegründet. Wir drei haben uns 2016 kennengelernt, als wir noch bei Tesla in Amsterdam gearbeitet haben. Zuvor war jeder von uns bei Unternehmen wie Siemens Wind Power, EDF und Scatec Solar tätig. Im Jahr 2016 befand sich die Energiespeicherung noch in einem frühen Stadium: Die Projekte waren klein, Anwendungen entwickelten sich erst, und die Kosten waren hoch. Dennoch erkannten wir klar das langfristige Potenzial hybrider Kraftwerke aus Solarenergie und Speicher – insbesondere in abgelegenen Regionen und auf Übersee.
Heute sind Photovoltaikmodule und Batterien vergleichsweise günstig. Die größten Kostentreiber in Projekten sind mittlerweile die elektrische Anlageninfrastruktur (Balance of Plant) und Netzanschlüsse. Gleichzeitig ist die Netzüberlastung zu einem Hindernis für den Ausbau neuer Solarkapazitäten geworden. Auch die Einspeisequoten sinken, und der Preisverfall bei Solaranlagen bedroht die Wirtschaftlichkeit von netzunabhängigen Solaranlagen. Diese Kombination schafft einen hohen Mehrwert für hybride PV- und Speichersysteme, insbesondere wenn der Speicher direkt auf der Niederspannungs-Gleichstromseite integriert ist, was eine erhebliche Vereinfachung und Kosteneinsparungen bei der übrigen Anlageninfrastruktur ermöglicht.
Diese Erkenntnisse sowie unsere Erfahrungen in verschiedenen Unternehmen haben uns dazu gebracht, Moonwatt zu gründen. Von Anfang an wollten wir uns auf hybride Solar-Speicherlösungen konzentrieren, wobei natriumbasierte Batterien eine Schlüsselrolle spielen.
Anstatt auf große, containerisierte Systeme zu setzen, entwickelt Moonwatt kleine, modulare Gehäuse, die sich einfacher in Serie fertigen lassen und leichter zu installieren, zu warten und auszutauschen sind.
Die kleineren Batteriespeichereinheiten von Moonwatt werden über die gesamte PV-Freiflächenanlage verteilt. Dies ist möglich, weil die Batterien vollständig passiv gekühlt werden. Wir verwenden weder HVAC-Systeme noch irgendeine Form aktiver Kühlung, die bislang ein Hauptgrund für große Containerlösungen war. Ohne aktive Kühlung können kompakte Speichereinheiten direkt neben den Solarmodulen platziert werden.
Diese räumliche Nähe ermöglicht es uns, direkt auf der Gleichstromseite (DC) anzuschließen – sowohl bei neuen als auch bei bestehenden PV-Anlagen – ohne die gesamte elektrische Architektur neu zu gestalten oder eine Mittelspannungsinfrastruktur hinzuzufügen. Das Ergebnis ist eine einfachere und effizientere Hybridisierung von Solaranlagen.
Die meisten Batteriesysteme auf dem Markt sind als „Schweizer Taschenmesser“-Lösungen konzipiert. Das heißt, sie sollen viele Anwendungsfälle bedienen – Front-of-the-Meter, Behind-the-Meter oder in Kombination mit PV-Anlagen – was zu AC-gekoppelten Designs führt und bei der Anwendung in PV-Projekten Effizienz- und Kostennachteile mit sich bringt.
Da unsere Systeme ohne aktive Kühlung auskommen, haben sie keinen Eigenstromverbrauch für Nebenaggregate, was zu einem höheren Wirkungsgrad (Round-Trip-Effizienz) führt. Darüber hinaus ermöglicht unsere DC-gekoppelte Architektur eine Energieübertragung von der Solaranlage über die Batterie ins Netz mit etwa 2 bis 3 Prozent höherer Effizienz im Vergleich zu herkömmlichen Mehrzwecksystemen.
Wir haben uns für die Natrium-Ionen-Batterien entschieden, insbesondere für die NFPP-Subfamilie (Natrium-Eisenphosphat-Pyrophosphat). NFPP spielt innerhalb der Natrium-Ionen-Familie eine ähnliche Rolle wie LFP in der Lithium-Ionen-Familie. Die Entscheidung basiert auf mehreren Faktoren:
Temperaturtoleranz
Natrium-Ionen-Zellen arbeiten effizient über einen weitreichenden Temperaturbereich hinweg. Lithium-Ionen-Batterien benötigen in der Regel aktive Kühlung, um eine Temperatur von etwa 25 Grad Celsius zu erreichen. Natrium-Ionen-Zellen hingegen vertragen sowohl hohe als auch niedrige Temperaturen und eignen sich daher ideal für passiv gekühlte Systeme.
Zyklenlebensdauer und Degradation
Tests zeigen, dass Natrium-Ionen-Zellen eine starke Zyklenleistung liefern – in vielen Fällen sogar besser als Lithium-Eisenphosphat (LFP). Die chemische Struktur ist stabiler, was mehr Ladezyklen bei geringerer Alterung ermöglicht. Aktuelle Ergebnisse deuten darauf hin, dass NFPP-Natrium-Ionen-Zellen über 12.000 Zyklen erreichen können.
Sicherheit
Obwohl Natrium-Ionen-Zellen eine geringere Energiedichte haben, reduziert dies das thermische Risiko und macht sie weniger anfällig für Brände. Wir arbeiten daran, zu zeigen, dass natriumbasierte Systeme ein höheres Sicherheitsniveau als herkömmliche LFP-Lösungen erreichen können.
Kosten
Die Wettbewerbsfähigkeit der Kosten lässt sich auf zwei Arten bewerten: erstens über den absoluten Preis pro Kilowattstunde und zweitens über die Stromgestehungskosten (LCOS), also die Gesamtkosten des Systems geteilt durch den gesamten Energieumsatz über die Lebensdauer der Batterie. Wir bei Moonwatt erwarten, dass Natrium-Ionen-NFPP-Batterien innerhalb von zwei bis drei Jahren Preisparität erreichen und beim LCOS noch früher, voraussichtlich innerhalb von 12 bis 18 Monaten , da NFPP-Zellen eine höhere Zyklenlebensdauer als LFP bieten.
Markttrends unterstützen diese Entwicklung: Die Preise für Lithium-Ionen steigen, während die Kosten für Natrium-Ionen sinken. Zudem ist zu beachten, dass ein großer Teil der Einsparungen bei der Moonwatt-Lösung auf Systemebene entsteht, also über den reinen Chemievergleich hinaus.
Nachhaltigkeit
Das Materialspektrum von Natrium-Ionen-Batterien ist einfach und nachhaltig, wodurch die Abhängigkeit von knappen Rohstoffen reduziert wird und der langfristige Kostenvorteil dieser Technologie gestärkt wird. Hierfür benötigen wir kein Lithium, Kobalt, Nickel, Mangan oder Kupfer. Natrium gehört zu den häufigsten Elementen der Erde und kommt rund 1.000-mal häufiger vor als Lithium.
Die Batterieindustrie war historisch stark darauf ausgerichtet, die Anfangsinvestitionen zu senken. Da Speichersysteme heute jedoch zuverlässig über zwanzig Jahre oder länger betrieben werden sollen, haben sich die Prioritäten hin zu langfristiger Leistung, Verfügbarkeit und den gesamten Betriebskosten verschoben.
Unser Team stammt aus dem BESS-Sektor und hat viele Systeme im Einsatz scheitern sehen. In den meisten Fällen sind diese Ausfälle auf Komplexität zurückzuführen – insbesondere auf Flüssigkühlungen, Pumpen und Hilfskomponenten, die mit der Zeit lecken, verschleißen oder ausfallen. Deshalb haben wir unser Produkt nach dem Prinzip entwickelt: Weniger Komponenten bedeuten höhere Zuverlässigkeit.
Für uns wird Leistung in erster Linie über die Verfügbarkeit gemessen. Durch den Verzicht auf aktive Kühlung und die Minimierung beweglicher Teile reduzieren wir Ausfallrisiken und Stillstandzeiten erheblich. Das erhöht die Verfügbarkeit über die gesamte Lebensdauer und senkt die Stromgestehungskosten, wenn Ausfallzeiten und Wartung korrekt berücksichtigt werden.
Sämtliche Entwicklung und das geistige Eigentum von Moonwatt befinden sich in Westeuropa. Die erste Produktionsphase findet dennoch in Asien statt, um die Fertigung schnell hochzuskalieren und die erforderlichen Stückzahlen effizient zu erreichen.
In einer zweiten Phase werden wir uns auf den Aufbau eigener Produktionskapazitäten in Europa konzentrieren. Dabei liegt der Fokus auf der zentralen Wertschöpfung von Moonwatt – nämlich der einzigartigen und firmeneigenen Systemintegration.
Diese europäische Produktionsbasis wird parallel zur bestehenden asiatischen Lieferkette aufgebaut. So können wir Kunden näher an ihren Projekten bedienen und gleichzeitig eine robuste, global diversifizierte Lieferkette aufrechterhalten.
Die erste Installation erfolgt Mitte 2026 in den Niederlanden. Anfang 2027 werden wir mit kommerziellen Projekten im größeren Maßstab in ganz Europa beginnen. Zu unseren wichtigsten Startmärkten gehören Deutschland, die Niederlande, Spanien und das Vereinigte Königreich. Darüber hinaus sehen wir zunehmende Chancen für Hybridkraftwerke in Märkten wie Frankreich, Dänemark und Rumänien.
Wir entwickeln unsere Systeme als standardisierte Lösung. Das bedeutet, dass dieselbe technische Architektur ohne Anpassungen in verschiedenen Ländern eingesetzt werden kann. Diese Standardisierung ermöglicht eine industrielle Fertigung im großen Maßstab, bei der Tausende Einheiten produziert werden, um die Kosten zu senken. Parallel planen wir den Aufbau eines europäischen Lager- und Servicezentrums, um schnellen Zugang zu Ersatzteilen sicherzustellen.
Unser Ziel ist es, innerhalb der ersten drei Jahre einen paneuropäischen Ansatz umzusetzen. Anschließend planen wir die Expansion in den Nahen Osten und nach Afrika sowie in weitere globale Märkte wie Australien und die Vereinigten Staaten.
