Cât înghite sistemul de stocare fotovoltaic
Cerere proprie de energie electrică - fiecare baterie solară este un consumator de energie electrică, la fel ca invertorul. Este dificil de cuantificat cât de mari sunt cerințele de energie pentru pierderi și controlul sistemului. Dar clienții întreabă - din ce în ce mai des. Dittmar Koop și Heiko Schwarzburger
În urmă cu patru ani, deviza era să alimenteze cât mai multă energie solară în rețeaua publică. În acel moment, remunerația era foarte mare, iar rețeaua electrică oferea un model de afaceri profitabil.
Astăzi este important să folosiți cât mai multă energie solară auto-generată în casă pentru a evita cumpărarea de energie electrică. Deoarece energia rețelei este scumpă, iar energia solară proprie este ieftină.
Cu ajutorul bateriilor solare, puteți dubla cantitatea de electricitate auto-generată în casă la peste 70 sau 80 la sută - cu o cheltuială financiară rezonabilă. Sistemele de stocare sunt în mod constant îmbunătățite, iar prețurile scad rapid.
Stand-by-ul este doar o componentă
Clienții solari pot face multe și cu trucuri speciale pentru a folosi ei înșiși mai multă energie solară: de exemplu, cu temporizatoare care pornesc mașina de spălat vase sau mașina de spălat atunci când randamentul solar este cel mai mare.
Până în prezent, a fost neglijată descompunerea energiei electrice consumate de sistemul de stocare a energiei electrice. Fișele tehnice ale producătorului oferă foarte rar informații utile. Modul de așteptare este doar o componentă; simpla specificare nu este suficientă. De obicei, puterea necesară este de trei ori mai mare.
În plus, există energie electrică pentru invertorul de baterie și control (sistem de gestionare a bateriei), precum și pentru conexiunea la Internet. Necesarul propriu de energie electrică depinde și de tipul de baterie utilizată.
Ce este o taxă de scurgere?
Pare imposibil pentru producători să ofere valori clare, deoarece comportamentul individual al utilizatorului, care este evident în regimul de funcționare al sistemului de baterii, este, de asemenea, inclus în calcul. Și asta este o cutie neagră.
Dar piața are nevoie de mai multă transparență, nu doar în ceea ce privește eficiența sau ciclurile de tarifare. Nu ar fi timpul să vă determinați cel puțin propriile cerințe de energie electrică ca prototip? Astfel de informații sunt deja obișnuite pentru tehnologia de încălzire sau invertoarele de șiruri.
De asemenea, este necesară o clarificare urgentă cu conceptul de încărcare cu prelingere. În termeni clasici, el înseamnă că bateria are nevoie de un anumit nivel de încărcare pentru a nu aluneca în descărcare profundă. Ar putea distruge bateria. Un astfel de caz este de conceput iarna: bateria nu este încărcată deoarece este zăpadă pe modulele solare. Chiar și așa, sistemul necesită energie electrică pentru a proteja bateria de autodistrugere.
Întreabă un inginer din Berlin
Astfel de întrebări sunt, de asemenea, relevante: la ce descărcare minimă începe să se încarce complet bateria? Dacă pragul este scăzut, se instalează destul de repede. Și: Care pierderi - care corespund unei cerințe proprii de facto de energie electrică - rezultă din conversia energiei solare pentru baterie?
În sistemele controlate de CC, un convertor Buck și un convertor boost sunt integrate pentru a aduce tensiunea de la șiruri la tensiunea bateriei sau la tensiunea DC de pe invertor. În sistemele ghidate de curent alternativ, sunt implicate conversia de la curent continuu la curent alternativ (de la sistemul solar de către invertorul solar) și conversia reînnoită de la curent alternativ la curent continuu pentru baterie (invertor de baterie), precum și înapoi în timpul descărcării. Apoi DC este convertit de la bateria din invertorul de baterie la AC pentru consumatori și rețeaua internă.
André Jödicke din Berlin este mândru proprietar al unui generator solar și al unui sistem de stocare a energiei electrice. În timpul liber, folosește tabele și grafică Excel pentru a documenta randamentele solare ale sistemului său de acoperiș, sursa de alimentare din casă și autoconsumul sistemului de stocare.
Proprietarul unei case unifamiliare detașate are un sistem de stocare a energiei solare, un Sonnenbatterie Classic, din februarie 2015, capacitate brută: 4,5 kilowatti oră, capacitate utilă: 3,2 kilowati oră, putere maximă de încărcare: 2,4 kilowați, tip baterie: fosfat de litiu-fier.
Bateria a fost modernizată, sistemul fotovoltaic funcționează din octombrie 2011 (module monocristaline, ieșire de 3,3 kilowați). Randamentul prognozat: 2.780 kilowatti oră pe an. Acesta a fost un prognostic de încredere, deoarece în 2015 generatorul a livrat 2.690 kilowați-oră. Inițial, generatorul alimentat complet în rețeaua electrică, vechiul invertor (cu transformator) este încă agățat pe partea de nord a casei. Modulele și invertoarele provin de la Solarworld.
Conversia la autoconsum
Când ați vizitat instalația din sud-estul Berlinului, a devenit mai întâi clar: din punct de vedere tehnic, generatorul solar și bateria solară funcționează perfect. Nu au existat defecțiuni, doar prin adaptarea bateriei a fost acordată prioritatea autoconsumului. Acum doar excedentele intră în rețeaua electrică, unde sunt remunerate la tarifele din 2011.
André Jödicke este inginer, lucrează pentru o asociație de locuințe din Berlin. „După instalarea sistemului solar, am fost oarecum uimit să constat că nu vom avea energie electrică dacă rețeaua electrică eșuează”, spune el. „Apoi invertorul se oprește. De fapt, este o prostie, deoarece fotovoltaica este deosebit de potrivită pentru furnizarea energiei de urgență. "
Panele de curent electric din Berlin sunt rare, durează cel mult câteva minute. Acest lucru se întâmplă aproape neobservat o dată sau de două ori pe an. Observați doar că ceasul de control al încălzirii clipește și apoi trebuie resetat. Vecinul a sunat și la sonerie: „Nu ai electricitate?” Încălzirea și apa caldă (încă) trec printr-un cazan cu condensare pe gaz, alimentat dintr-un rezervor de gaz lichid din pământ.
André Jödicke rulează acum mașina de spălat vase și mașina de spălat pe un temporizator la prânz, când se pot aștepta cele mai mari câștiguri solare. Crește alimentarea cu sine și reduce necesarul de energie electrică prin măsuri tehnice în casă. Sistemul de alimentare cu aer și evacuare are motoare DC economice. Cererea actuală de energie electrică pentru două persoane pe an: aproximativ 1.400 kilowatti oră.
Am achiziționat o baterie
Autonomie, independență chiar și în cazul unei căderi de curent: inginerul a avut ideea după ce a citit romanul „Blackout”. „Începând cu 2014 ne-am gândit la modul în care putem converti sistemul nostru solar în funcționare autonomă”, își amintește el. „Așa că am venit cu un sistem de stocare a bateriilor compatibil cu insulele.”
Așa că a dat peste bateria solară, care era cu mult înaintea pieței de stocare a litiului la acea vreme. Bateria are o eficiență de 94%, instalarea a fost complet fără probleme.
În slujba sa, mândrul proprietar al bateriei are mult de-a face cu numerele, cu fapte grele, așa cum se spune. El a devenit conștient de faptul că consumul de energie electrică din clădire a rămas același, chiar dacă fiul adult s-a mutat. Acum Jödicke a folosit creionul ascuțit și a întrebat: „Pentru noi a fost surprinzător faptul că sistemul de baterii a fost încărcat în timpul nopții”, dă un exemplu. „Desigur, sistemul de stocare a extras această energie electrică din rețea, a trebuit să o plătim. De ce să nu încărcați cu energie solară? Apoi i-am sugerat instalatorului ca aceste taxe de plutire să fie efectuate în timpul zilei dacă sunt necesare din punct de vedere tehnic. "
Câtă energie electrică mănâncă unitatea de stocare?
În sistemul de baterii s-a observat de câteva ori o încărcare scurgătoare. Dacă bateria a rămas la o adâncime minimă de descărcare de 30 la sută pentru o lungă perioadă de timp, aceasta a fost încărcată la 100 la sută. Ca urmare, de exemplu, rezervorul de stocare a fost umplut cu energie electrică dimineața, cu puțin înainte de răsăritul soarelui și nu mai putea accepta energia solară. Nu există nicio explicație pentru acest lucru în documentația sistemului.
După câteva întoarceri între el, instalatorul său și producător, încărcăturile plutitoare nocturne erau în mod magic un lucru din trecut. „Probabil am primit o actualizare, dar nu am primit niciodată confirmare pentru aceasta”, spune Jödicke. „Cel puțin nu mai există încărcături nocturne”.
Consumul propriu s-a dublat
În lunile mai întunecate ale anului, Jödicke acum mărește manual adâncimea minimă de descărcare până la 80 la sută: „Oricum nu aveți nevoie de capacitatea completă a bateriei și nu s-a mai observat încărcarea prelungită”. Cu alte cuvinte: se pare că bateria instalată în 2015 a primit de atunci o actualizare care rezolvă fermecător problema. Cu toate acestea, o confirmare scrisă ar fi utilă, de asemenea, pentru a documenta cu precizie starea de operare curentă și firmware-ul activ în prezent în scopuri de întreținere.
Cu toate acestea, operatorul de stocare nu a fost mulțumit. Pentru că conform calculelor sale, sistemul de stocare consumă prea multă energie electrică. Sistemul de stocare a ajutat la dublarea autoconsumului de energie solară din casă. Familia Jödicke își poate acoperi acum două treimi din necesarul de energie electrică. Însă el trebuie să cumpere 530 kilowați-oră de la Vattenfall.
Luați stand-by ca exemplu: „Reprezentantul de la Sonnenbatterie ne-a dat 14 wați ca putere stand-by”, relatează André Jödicke. Cu toate acestea, afișajul bateriei arată o constantă de 41 de wați. „Dacă includ pierderile de șase procente la încărcare și descărcare, autoconsumul este semnificativ mai mare. Energia nu se pierde, dar pierderile de conversie rămân la noi și beneficiază doar de anvelopa clădirii în timpul sezonului de încălzire. ”Numărul de cicluri de încărcare este afișat pe afișajul bateriei ca 134 pe an.
În plus, conexiunea la internet a bateriei are nevoie de șase wați, ceea ce înseamnă aproximativ 50 de kilowați oră pe an. De aceea, Jödicke oprește acum linia de alimentare și routerul atunci când nu are nevoie de internet.
Jumătate din necesarul anual de energie electrică
Jödicke este mulțumit de sistemul său solar și, în general, este mulțumit și de baterie. Spune asta foarte clar. În viitor, el dorește să devină complet independent, poate să modernizeze un CHP în viitorul apropiat. De aceea, el vrea să înțeleagă unde se ascund capcanele sistemului și unde poate optimiza sistemul. De aceea ne-a invitat la el acasă pentru a discuta despre experiență.
Pentru cazul său, el a calculat cel puțin 412 kilowatti oră de electricitate auto-generată necesară de sistemul de stocare a energiei electrice. Pentru un client ca Jödicke, acest lucru este îngrijorător având în vedere faptul că necesarul total anual de energie electrică este de doar trei ori mai mare. „Aceasta nu este o problemă pentru utilizatorii cu o cerere anuală de energie electrică de 4.000 de kilowați-oră. Dar dacă avem nevoie de aproximativ 900 de kilowați-oră pe an în gospodărie, acest lucru este important pentru noi ", observă el și rezumă:" Din motive fizice, nu ne-am fi putut aștepta la un sistem de baterii fără consum intern și pierderi de conversie. Ne-am fi dorit doar să știm dinainte la ce să ne așteptăm în viața reală ".
Vreau să știu la ce să mă aștept
Ceea ce să ne așteptăm nu este ușor de spus. Câtă energie electrică consumă un sistem solar de stocare? Afirmațiile generale sunt dificile, dacă nu chiar imposibile. Deoarece consumul depinde de mulți factori tehnici, inclusiv, desigur, de comportamentul individual. În cazul de față, memoria este, de asemenea, semnificativ prea mare.
Merge cu sistemul solar. Dar nu despre consumul de energie electrică din clădire. Generatorul solar a fost conceput inițial pentru alimentarea rețelei, deoarece 3,3 kilowați pe acoperiș sunt mult prea mari chiar și pentru 900 kilowatti oră de electricitate în casă. „Mă bucur să mă gândesc la faza ofertei, când furnizorii doreau să instaleze generatoare solare care erau aproape de două ori mai mari”, își amintește Jödicke. „Când am făcut specificații clare cu privire la mărimea apelurilor telefonice cu furnizorii, am fost întrebat de ce acoperișul meu este atât de mic.”
Un rezultat al discuției noastre la fața locului: Dacă modulele trebuie înlocuite în câțiva ani, invertorul solar transformator va fi înlocuit de un dispozitiv optimizat pentru autoconsum. Și André Jödicke se joacă deja cu ideea de a înlocui actuala mașină de trei litri cu o mașină electrică.
Un puzzle, o sarcină pentru industrie
După vizită, am întrebat diferiți furnizori de stocare cât de mare este consumul de energie electrică al sistemelor lor. Fiind unul dintre puținii furnizori de sisteme, IBC Solar a luat probleme și a calculat propriul consum de energie electrică al Solstore Li. În modul stand-by, are nevoie de cinci wați, pe care îi atrage sistemul de gestionare a bateriei. SMA Sunny Island are nevoie de șapte wați, contorul de doi wați.
Autoconsumul pentru sistemul de stocare în regim de așteptare (în total: 14 wați de putere) adaugă până la 122 de kilowați-oră pe an la 100% în regim de așteptare, conform IBC Solar. Necesarul de energie în funcționare reală este probabil să fie de trei ori mai mare. Deoarece: „În funcțiune, consumul de energie va fi în jur de 50 de wați”, calculează Iris Meyer de la IBC Solar.
Unele depozite se culcă
Când energia este stocată, apar pierderi de conversie. Prin urmare, numărul proceselor de încărcare ar trebui să fie cât mai mic posibil. Pierderile depind, de asemenea, printre altele, de tipul de baterie. Bateriile cu plumb au pierderi mai mari decât bateriile cu litiu. Cu litiu, există din nou diferențe, chiar dacă sunt relativ mici în comparație. Bateriile litiu-fosfat de fier sunt considerate mai bune decât bateriile nichel-cobalt-mangan sau nichel-cobalt-alumină.
Dacă bateriile nu sunt folosite, acestea se descarcă singure în timp, apoi trag curent pentru a preveni descărcarea profundă. Sau adormi. Acesta este cazul cu Rezerva mea Solarwatt, de exemplu. Intră într-un mod de repaus în care întreaga componentă electronică adoarme și verifică doar ocazional dacă totul este în ordine. „Dispozitivul de stocare poate rămâne în această stare timp de aproximativ șase luni, adică toată iarna, fără riscul ca bateria să fie deteriorată”, explică Detlef Neuhaus, Managing Director Solarwatt.
Comparați mai bine produsele
Mulți furnizori de stocare nici măcar nu își specifică propriile cerințe de energie electrică în fișele de date. Acest lucru trebuie să se schimbe pentru ca piața să devină transparentă și prietenoasă cu clienții. Ca și în cazul eficienței de vârf și a numărului de cicluri de încărcare, aveți nevoie de informații fiabile cu privire la propriile cerințe de energie electrică pentru a putea compara produsele între ele - inclusiv standby, pierderi de încărcare și energie auxiliară pentru linia de date.
Aceasta înseamnă că trebuie stabilit un regim de test standardizat pentru a determina astfel de valori. Industria poate face acest lucru numai prin cooperare colegială, de exemplu în comitetele asociației sau la TÜV. Un astfel de ciclu de testare este oricum necesar pentru a analiza și a specifica eficiența și pierderile în timpul operațiunii de sarcină parțială mai precis.
Te așteaptă un puzzle complicat. Deoarece sistemul de stocare este format din diverse componente, aproape toate fiind relevante pentru consum. Sistem de gestionare a bateriei, contor, convertor DC și convertor sau doar un afișaj. André Jödicke, de exemplu, întreabă și el: „Este cu adevărat necesar să conectezi memoria online la internet timp de 24 de ore?”
Astfel de întrebări de la clienții solari vor crește. Deoarece interesul pentru sistemele de stocare a energiei electrice - pentru generatoarele solare noi sau pentru adaptare - crește enorm. Și asta nu poate fi decât un semn bun.