Stocarea energiei și ce ar trebui să știți despre aceasta
Remodelare stocare electricitate pentru sisteme fotovoltaice
Cifrele cheie ale unei baterii solare
Sistemele de stocare fotovoltaice măresc autoconsumul de energie solară și economisesc costurile energetice, promovează statul cu granturi și împrumuturi cu dobândă mică
Fapte interesante despre stocarea electricității. Energia solară din sistemele fotovoltaice poate și trebuie stocată eficient, deoarece soarele nu strălucește 24 de ore pe zi. Dar la prânz există o abundență de energie solară - cu o utilizare redusă a electricității, astfel încât rețelele electrice publice să își poată atinge deja limitele. Sistemele de stocare a bateriilor și de gestionare a energiei oferă aici o soluție eficientă. Bateriile sunt dispozitive de stocare pe termen scurt deosebit de puternice.
Potrivit constatărilor Institutului Fraunhofer pentru sisteme de energie solară, care au fost publicate în „Studiul de stocare 2013”, utilizarea sistemelor de stocare a bateriilor ameliorează semnificativ sarcina de pe rețeaua electrică, în timp ce consumatorii își pot reduce în mod masiv costurile cu energia. În plus, există o schimbare a politicii de finanțare: pe de o parte, tariful de alimentare cu energie electrică solară scade, pe de altă parte
Depozitarea fotovoltaică a fost sprijinită cu fonduri guvernamentale din mai 2013. Gospodăriile și rețelele publice de energie beneficiază de acest lucru.
Baterii litiu-ion sau plumb?
Sistemele de stocare a bateriei constau practic din două părți: baterie și invertor sau controler de încărcare. Gelul de litiu și de plumb joacă cel mai mare rol pe piață. Ambele tehnologii au avantaje: sistemele de baterii cu plumb au fost încercate și testate mult timp, iar sistemele de baterii cu litiu sunt încă relativ noi și semnificativ mai scumpe. În schimb, acestea oferă mai multe cicluri de încărcare pe termen lung, astfel încât au o durată de viață mai lungă. Între timp, gelul de plumb cu greu joacă un rol pe piață, tehnologia litiu-ion s-a stabilit și prețurile au scăzut dramatic.
Cu sistemele de stocare, operatorii de sisteme fotovoltaice pot stoca energia solară de pe acoperiș și o pot folosi singuri în loc să o alimenteze în mare parte în rețeaua publică. Imagine: Stocarea energiei de la producătorul VARTA Microbatteries
Autoconsumul de energie solară are prioritate - și merită
Invertorul inteligent/regulatorul de încărcare controlează încărcarea bateriei sau a alimentării în rețeaua electrică publică. Dacă soarele strălucește intens, energia solară este utilizată în primul rând pentru autoconsum. Dacă se obține mai multă energie decât este necesar, bateria se încarcă în același timp. Numai când bateria a fost complet încărcată, sistemul fotovoltaic alimentează energia solară în rețeaua publică.
Având în vedere costurile actuale de generare a energiei solare pentru sistemele private de aproximativ 14 cenți/kWh și un preț de achiziție a energiei electrice de uz casnic de aproximativ 28 de cenți/kWh, consumul direct a devenit o alternativă viabilă din punct de vedere economic.
Principalul avantaj al depozitului de energie este că energia solară poate fi „stocată temporar”. Seara, când soarele apune, o gospodărie poate folosi energia solară stocată temporar cu o întârziere. Industria fotovoltaică presupune o posibilă creștere a autoconsumului de energie solară de până la 70%.
Guvernul federal dorește să stabilească sistemul de stocare a energiei solare pentru a stabiliza rețeaua, la care ar trebui să contribuie acum subvenția. Lansarea pe piață a sistemelor de baterii pentru stocarea energiei solare a fost finanțată de la 1 mai 2013.
Finanțarea noului program de finanțare este asigurată, dar limitată la 25 de milioane de euro în primul an.
Sistemele de stocare a energiei solare costă 6.000 - 15.000 de euro
Rezervoarele de stocare pot fi instalate rapid și flexibil. Vă oferim sisteme de curent continuu, precum și sisteme de curent alternativ.
Lasă-ne să te sfătuim.
Prețurile pentru sistemele de stocare a energiei care utilizează o baterie cu plumb încep în prezent de la aproximativ 4.000 de euro. Dispozitivele de stocare litiu-ion costă 6.000 - 10.000 de euro. Un sistem complet de energie solară plus o soluție integrată de stocare a bateriei poate costa în jur de 15.000 - 25.000 de euro - în funcție de tehnologia aleasă și de dimensiunea sistemului, precum și de capacitatea de stocare.
Statul plătește o subvenție pe kilowatt-oră de capacitate fotovoltaică
La 1 mai 2013, a început programul de sprijin al Ministerului Federal al Mediului pentru stocarea energiei solare, care este procesat de KfW Bank. Un sistem tipic de energie solară de cinci kilowați plus stocare poate fi finanțat cu până la 3.000 de euro (începând cu 2013).
Dacă, de exemplu, este instalat un nou sistem fotovoltaic, operatorii pot primi o subvenție de până la 30 la sută sau maximum 600 de euro pe kilowatt oră. Cu această finanțare, guvernul federal a creat un program de stimulare a pieței care va reduce prețurile atunci când crește cererea de baterii. Între timp, finanțarea de la KFW a fost redusă semnificativ. (Programul s-a încheiat)
Există, de asemenea, finanțare din partea statului Renania de Nord-Westfalia, unde se poate solicita finanțare de 10% din prețul de depozitare și 10% din costurile de instalare. Finanțarea nu este necesară pentru programul Progres.NRW. Depozitele comerciale pot fi finanțate chiar cu până la 50%. (Programul include acum noi condiții)
Managementul energiei și stocarea bateriilor merită. Proprietarii de sisteme fotovoltaice își pot crește propriul consum de energie solară la aproximativ 70%. Grafic: ZVEI
47 la sută din proprietarii de case își pot imagina investiții în stocarea energiei solare
Potrivit unui sondaj al Asociației Industriale Solare din Germania (BSW-Solar), fiecare al doilea nou investitor fotovoltaic și fiecare al treilea operator de sistem este interesat de stocarea bateriilor. Acest lucru este confirmat de un sondaj Infratest/Dimap. 63 la sută dintre proprietarii de case chestionați afirmă că s-au informat deja despre stocarea energiei solare auto-generate și despre opțiunile pentru autoconsum. 47% dintre proprietari își pot imagina chiar investiții în stocarea energiei solare.
Sursa: ZVEI; BMU; Solarserver.de
Comparație între bateriile litiu-ion și bateriile cu plumb
- număr scăzut de cicluri de max. 1200 la 1500 cicluri numai la
- Durata de viață maximă 5 până la 7 ani
- Greu și mare (400 până la 500 kg)
- Auto-descărcare mare 0,5% pe zi
- Poluarea sănătății prin eliberare
- Puterea ciclului 4000 - 8000 cicluri la 70
- Durată lungă de viață de până la peste 20 de ani
- curenți mari de descărcare posibili, dacă este necesar
- auto-descărcare redusă 0,5% pe săptămână
- pierderi reduse de capacitate pe termen
Grafic: Exemplu de calcul al subvențiilor de stocare pentru un sistem fotovoltaic cu 5 kWp (BSW-Solar)
Cifre cheie ale unei baterii solare: valori de referință tehnice și practice
Gestionarea datelor tehnice ale unei baterii solare începe cu întrebarea ce fel de energie electrică stochează o baterie solară: curent continuu sau curent alternativ? O stii? Este curent continuu. Și acesta este doar cel mai simplu dintr-o serie de multe alte elemente fundamentale necesare pentru a înțelege și a evalua sistemele de stocare a bateriilor pentru sistemele fotovoltaice. Până în prezent, au apărut următoarele date și parametri pentru a descrie capacitatea și performanța unei baterii solare:
- Tehnologia bateriilor Sistemele de stocare a bateriilor funcționează fie pe bază de plumb (acid de plumb, gel de plumb), fie cu ioni de litiu. Bateriile cu plumb sunt dovedite economic și sunt utilizate mai mult decât stocarea litiu-ion. Eficiența bateriilor litiu-ion este, totuși, mai mare decât cea a bateriilor cu plumb. Plumbul joacă cu greu un rol pe piață astăzi.
- Capacitatea de stocare/capacitatea bateriei (capacitatea nominală) Capacitatea de stocare a unei baterii solare indică câtă energie electrică poate stoca cu o încărcare completă. Capacitatea de stocare este o specificație tehnică a producătorului și este dată în kilowați-oră (kWh).
- Adâncimea descărcării (DoD) O baterie solară nu poate fi descărcată 100%. Această așa-numită descărcare profundă deteriorează bateria. Prin urmare, o baterie solară poate fi descărcată numai la adâncimea de descărcare. Acest lucru variază în funcție de producător. Prin urmare, între 50% și mai mult de 90% din cantitatea stocată de energie electrică poate fi (numai) retrasă în timpul unui proces de descărcare.
- Capacitate de stocare utilizabilă/capacitatea bateriei. Capacitatea tehnică de stocare a unei baterii solare este doar teoretică, deoarece trebuie luată în considerare adâncimea de descărcare. Capacitatea reală practică a unei baterii solare indică deci doar capacitatea de stocare utilizabilă. Exemplu: dacă o baterie solară are o capacitate de stocare de 9 kWh și o adâncime de descărcare de 80%, bateria poate „doar” stoca 7,2 kWh (80% de 9 kWh).
- Ciclul complet Descărcarea unei baterii solare o dată la adâncimea de descărcare și apoi reîncărcarea completă este un ciclu complet. Această utilizare se bazează teoretic pe o baterie solară.
- Microciclu O baterie solară este doar puțin descărcată și apoi reîncărcată.
- Puterea maximă de încărcare/descărcare și rata C Mașinile de spălat sau alte dispozitive tehnice mai mari necesită pe scurt multă energie electrică și generează astfel așa-numitele vârfuri de încărcare. Dacă aceste vârfuri de încărcare pot fi complet acoperite cu stocarea bateriei, se poate vedea din puterea maximă de descărcare (în kW). Rata C indică cât de repede se descarcă bateria solară în raport cu capacitatea de stocare. Dacă un sistem de stocare a bateriei este complet descărcat în decurs de o oră, valoarea este 1C. În schimb, puterea maximă de încărcare indică cât de repede poate fi reîncărcată stocarea bateriei.
- Durata de viață a ciclului/numărul de cicluri complete Specificații tehnice ale producătorului, pentru câte cicluri complete este proiectată bateria solară. Sistemele de stocare a bateriilor actuale au o durată de viață de până la 8.000 de cicluri complete și mai mult. Când durata de viață a ciclului este atinsă, bateria solară are o capacitate de 80% din capacitatea sa nominală inițială (și teoretic poate fi încă utilizată).
- Durata de viață a calendarului Durata de viață a calendarului este, de asemenea, o specificație teoretică de către producător. Dacă stocarea bateriei nu este descărcată și nici încărcată, bateria solară va avea în continuare 80% din puterea nominală inițială la sfârșitul duratei sale de viață calendaristică.
- Durata de viață Durata de viață, ca și capacitatea de stocare utilizabilă, este o figură practică. În ceea ce privește durata de viață, se presupune inițial câte cicluri complete va face în practică un sistem de stocare a bateriei pe an. Fotonul are aici de ex. a presupus că un sistem de stocare a bateriei este complet descărcat și încărcat de aproximativ 200 de ori pe an. De fapt, este în mare parte între 250 și 300 de cicluri.
Dacă presupunem 275 de cicluri, bateria solară ar avea o durată de viață de aproximativ 29 de ani, cu 8000 de cicluri de încărcare. Deoarece bateria este, de asemenea, supusă îmbătrânirii calendarului, timpul de utilizare va fi semnificativ mai mic aici. Unii producători vorbesc despre o perioadă de utilizare cuprinsă între 15 și 20 de ani. În cele din urmă, viitorul ne va spune.
- Eficiența sistemului Sistemele de stocare a bateriilor sunt sisteme de stocare electrochimice și sunt controlate de componente electronice (regulator de încărcare/invertor de baterie). Din acest motiv, ca și în cazul tuturor sistemelor tehnice, există pierderi de performanță de câteva puncte procentuale. Informațiile producătorului cu privire la eficiența sistemului unei baterii solare sunt încă incoerente. Este esențial ca eficiența ciclului bateriei (plumb aproximativ 75%; litiu-ion> 90%) și eficiența parțială a diferitelor componente electronice să fie adăugate la eficiența sistemului.
- Sistemele de stocare a bateriei cuplate AC/DC pot fi conectate electric fie „după” invertorul sistemului PV din circuitul de curent alternativ al casei (AC-cuplat), fie „înaintea” invertorului din circuitul intermediar DC (cuplat DC). Deoarece o baterie solară încarcă practic curent continuu, sistemele cuplate în curent alternativ sunt echipate și cu un convertor (invertor de baterie) care convertește curentul alternativ în curent continuu pentru încărcarea bateriei solare. Pentru descărcare, curentul continuu al bateriei este reconvertit în curent alternativ. Sistemele cuplate în curent continuu nu au nevoie de acest convertor, deoarece încarcă direct curentul continuu generat de sistemul PV. Acest lucru are ca rezultat un grad de eficiență ușor mai mare, dar invertorul sistemului PV trebuie înlocuit atunci când îl instalați ulterior, ceea ce nu este cazul cu sistemele cuplate în curent alternativ, iar adaptarea cu un sistem de stocare a bateriei este mai flexibilă.
- Sistemele de stocare a bateriei monofazate/trifazate alimentează energia solară încărcată fie în una, fie în trei faze, în rețeaua casei/rețeaua electrică publică. În caz de pană de curent, sistemele de stocare a bateriei monofazate nu pot furniza dispozitive electrice cu o conexiune trifazată, astfel încât de ex. aragazul din bucătărie nu ar funcționa. Sistemele fotovoltaice trebuie, de asemenea, să intre în rețeaua electrică în trei faze
(Excepții se aplică sistemelor de până la 4,6 kWp).
- Alimentatoarele complete sunt sisteme de stocare a bateriilor cărora li se permite să alimenteze energia solară stocată (puterea bateriei) direct în rețea. Sistemele de stocare a bateriilor cuplate în curent alternativ necesită un contor suplimentar pentru a preveni încărcarea electricității din rețea și alimentarea cu energie electrică solară.
- Opțiune de alimentare de urgență. O opțiune de alimentare de urgență permite bateriei solare să preia sursa de alimentare a casei într-o fracțiune de secundă în caz de pană de curent și, împreună cu sistemul PV, să furnizeze casa în modul insulă. Aceasta include dacă bateria solară se alimentează în monofazat sau trifazat, astfel încât să funcționeze și toate aparatele electrice din casă (trifazate).
Cifre cheie care sunt decisive în viața de zi cu zi
Datele de mai sus descriu în esență performanța tehnică a bateriei solare în sine. Cât de bine funcționează bateria solară în funcționare practică pentru a furniza o gospodărie cu energie electrică cât mai mult posibil în combinație cu un sistem fotovoltaic este furnizat de următorii trei parametri.
- Cota de autoconsum Cota de autoconsum este legată de cantitatea de energie electrică generată de sistemul fotovoltaic și indică câtă energie electrică solară din sistemul fotovoltaic poate fi consumată în gospodărie folosind bateria solară. Cea mai mare proporție posibilă de autoconsum depinde de planificarea și proiectarea profesională a ambelor sisteme.
- Gradul de autosuficiență Gradul de autosuficiență este legat de consumul total de energie electrică al gospodăriei și, spre deosebire de proporția de autoconsum, indică cât din cererea reală de energie electrică poate fi acoperită de combinația de baterii solare fotovoltaice.
- Costuri pe kilowatt-oră stocat Cât de economic este un sistem de stocare a bateriei poate fi determinat din costul unui kilowatt-oră stocat (în cenți). Acestea pot fi calculate pentru un sistem de stocare a bateriei după cum urmează:
1. Capacitatea nominală x numărul de cicluri complete = cantitate stocabilă teoretic de energie
2. Convertiți cantitatea de energie stocabilă teoretic în cantitate de energie practic stocabilă, scăzând adâncimea de descărcare și eficiența sistemului ca procent
3. Costurile investiției/prețul clientului final (pentru același echipament tehnic) împărțit la cantitatea practic stocabilă de energie rezultă în prețul pe kilowatt-oră stocat de energie electrică
Exemplu de calcul pentru o baterie solară: baterie litiu-ion
Capacitate nominală 6,4 kWh x 6.000 cicluri complete = 38.400 kWh capacitate teoretică de stocare. 38.400 kWh în raport cu adâncimea de descărcare de 90% are ca rezultat 34.560 kWh de capacitate de stocare utilizabilă.
Prețul cu amănuntul de 6.499 € împărțit la 34.560 kWh = 0,188 € pe kWh stocat.
(Prețul clientului net net, fără costuri de instalare, fără a lua în considerare subvenția de stocare utilizând exemplul sistemului de stocare LG-Chem) De la sfârșitul anului 2015