Energiatároló és mit érdemes tudni róla
A fotovoltaikus rendszerek villamos tárolójának utólagos felszerelése
A napelemek kulcsfigurái
A fotovoltaikus tárolórendszerek növelik a napenergia önfogyasztását és megtakarítják az energiaköltségeket - támogatja az állam támogatásokkal és alacsony kamatozású hitelekkel
Érdekes tények a villamosenergia-tárolásról. A fotovoltaikus rendszerekből származó napenergiát hatékonyan lehet és kell tárolni, mert a nap nem süt a nap 24 órájában. Ebédidőben azonban rengeteg napenergia van - csak kevés villamos energiát használva, így a közüzemi hálózatok már elérhetik határaikat. Az akkumulátor tároló és az energiagazdálkodási rendszerek itt hatékony megoldást kínálnak. Az elemek különösen erős rövid távú tárolóeszközök.
A Fraunhofer Napenergia-rendszerek Intézetének a "Storage Study 2013" című kiadványában közzétett megállapításai szerint az akkumulátor-tároló rendszerek használata jelentősen enyhíti az elektromos hálózat terhelését, miközben a fogyasztók jelentősen csökkenthetik az energiaköltségeiket. Ezen túlmenően a finanszírozási politikában változás következik be: egyrészt csökken a napenergia villamosenergia-betáplálási tarifája, másrészt
A PV-tárolást 2013 májusa óta kormányzati források támogatják. A háztartások és a közüzemi hálózatok profitálnak ebből.
Lítium-ion vagy ólom akkumulátorok?
Az akkumulátortároló rendszerek alapvetően két részből állnak: akkumulátorból és inverterből vagy töltésvezérlőből. A piacon a lítium-ion és az ólomgél játszik a legnagyobb szerepet. Mindkét technológiának van előnye: az ólomakkumulátor-rendszereket már régóta kipróbálták, a lítium-akkumulátoros rendszerek pedig még mindig viszonylag új és lényegesen drágábbak. Cserébe azonban hosszú távon több töltési ciklust kínálnak, így hosszabb az élettartamuk. Időközben az ólomgél alig játszik szerepet a piacon, a lítium-ion technológia bevált és az árak drámai módon csökkentek.
Tárolási rendszerekkel a fotovoltaikus rendszerek üzemeltetői a tető napenergiáját tárolhatják és maguk is felhasználhatják ahelyett, hogy nagyrészt a nyilvános hálózatba táplálnák. Kép: energiatároló készülék a VARTA Microbatteries-től
A napenergia önfogyasztása elsőbbséget élvez - és megéri
Az intelligens inverter/töltésszabályozó vezérli az akkumulátor töltését vagy a nyilvános elektromos hálózatba történő betáplálást. Ha a nap intenzíven süt, akkor a napenergiát elsősorban önfogyasztásra használják. Ha a szükségesnél több energiát nyer, akkor az akkumulátort egyszerre töltik fel. A fotovoltaikus rendszer csak az akkumulátor teljes feltöltése után táplálja a napenergiát a nyilvános hálózatba.
Tekintettel a magánenergia-rendszerek jelenlegi napenergia-termelési költségeire, amelyek körülbelül 14 cent/kWh és a háztartási villamosenergia-vásárlási ára körülbelül 28 cent/kWh, a közvetlen fogyasztás gazdaságilag életképes alternatívává fejlődött.
Az energiatároló fő előnye, hogy a napenergia „ideiglenesen tárolható”. Este, amikor lemegy a nap, egy háztartás késleltetve felhasználhatja az ideiglenesen tárolt napenergiát. A fotovoltaikus ipar feltételezi a napenergia önfogyasztásának akár 70 százalékos növekedését.
A szövetségi kormány meg akarja teremteni a napenergia-tároló rendszert a hálózat stabilizálása érdekében, amelyhez a támogatásnak most hozzá kell járulnia. A napelemes akkumulátoros rendszerek piacra dobását 2013. május 1-je óta finanszírozzák.
Az új finanszírozási program finanszírozása biztosított, de az első évben 25 millió euróra korlátozódik.
A napenergia-tároló rendszerek 6000 - 15 000 euróba kerülnek
A tárolótartályok gyorsan és rugalmasan felszerelhetők. DC és AC rendszereket kínálunk Önnek.
Hadd tanácsoljuk.
Az ólomakkumulátort használó energiatároló rendszerek ára jelenleg körülbelül 4000 euró körül kezdődik. A lítium-ion tároló rendszerek ára 6000–10 000 euró. A teljes napelemes rendszer és az integrált akkumulátor-tároló megoldás körülbelül 15-25-25 euróba kerülhet - a választott technológiától, a rendszer méretétől és a tárolókapacitástól függően.
Az állam támogatást fizet a PV-kapacitás kilowattórájára
2013. május 1-jén megkezdődött a Szövetségi Környezetvédelmi Minisztérium támogatási programja a napenergia tárolására, amelyet a KfW Bank dolgoz fel. Egy tipikus öt kilowattos napenergia-rendszer plusz tárolás akár 3000 euróval is finanszírozható (2013-tól).
Ha például új fotovoltaikus rendszert telepítenek, az üzemeltetők kilowattóránként legfeljebb 30 százalékos, de legfeljebb 600 eurós támogatást kaphatnak. Ezzel a finanszírozással a szövetségi kormány létrehozott egy piaci ösztönző programot, amely csökkenti az árakat, amikor az elemek iránti kereslet növekszik. Időközben a KFW finanszírozása jelentősen csökkent. (A program véget ért)
De van finanszírozás Észak-Rajna-Vesztfália államtól is, ahol a tárolási ár 10% -át és a telepítési költségek 10% -át lehet igényelni. A Progres.NRW program esetében nincs szükség finanszírozásra. A kereskedelmi tárolókat akár 50% -kal is finanszírozni lehet. (A program most új feltételeket tartalmaz)
Az energiagazdálkodás és az akkumulátor tárolása érdemes. A fotovoltaikus rendszerek tulajdonosai mintegy 70% -ra növelhetik saját napenergia-fogyasztásukat. Grafika: ZVEI
A háztulajdonosok 47 százaléka el tudja képzelni, hogy befektetnek-e a napenergia tárolásába
A német napenergia-ipari szövetség (BSW-Solar) felmérése szerint minden második új fotovoltaikus befektető és minden harmadik rendszerüzemeltető érdekelt az akkumulátorok tárolásában. Ezt egy Infratest/Dimap felmérés is megerősíti. A megkérdezett háztulajdonosok 63 százaléka kijelenti, hogy már tájékozódtak a saját termelésű napenergia tárolásáról és az önfogyasztás lehetőségeiről. A háztulajdonosok 47 százaléka el is tudja képzelni, hogy befektetnek-e a napenergia tárolásába.
Forrás: ZVEI; BMU; Solarserver.de
A lítium-ion akkumulátorok és az ólomelemek összehasonlítása
- alacsony ciklusok száma, max. 1200-1500 ciklus, csak
- Max. Élettartam 5-7 év
- Nehéz és nagy (400–500 kg)
- Magas önkisülés naponta 0,5%
- Egészségszennyezés a kibocsátásból
- Cikluserősség 4000–8000 ciklus 70-nél
- Hosszú élettartam, több mint 20 év
- szükség esetén nagy kisütési áramok lehetségesek
- alacsony önkisülés heti 0,5%
- alacsony kapacitásvesztés a távon
Grafika: Példa 5 kWp-os fotovillamos rendszer (BSW-Solar) tárolási támogatásának kiszámítására
A napelem elemei: műszaki és gyakorlati referenciaértékek
A napelemek műszaki adatainak kezelése azzal a kérdéssel kezdődik, hogy a napelem milyen áramot tárol: egyenáram vagy váltakozó áram? Tudod? Ez egyenáram. És ez csak a legegyszerűbb számos más alapelem közül, amelyekre szükség van a fotovoltaikus rendszerek akkumulátortároló rendszereinek megértéséhez és értékeléséhez. Eddig a következő adatok és paraméterek jelentek meg a napelemek kapacitásának és teljesítményének leírására:
- Akkumulátortechnika Az akkumulátortároló rendszerek ólom alapon (ólom sav, ólom gél) vagy lítium ionokkal működnek. Az ólomakkumulátorok gazdaságilag beváltak és hosszabb ideig használatosak, mint a lítium-ion tárolók. A lítium-ion akkumulátorok hatékonysága azonban magasabb, mint az ólomakkumulátoroké. Az ólom ma alig játszik szerepet a piacon.
- Tárolási kapacitás/akkumulátor kapacitás (névleges kapacitás) A napelem akkumulátorának kapacitása jelzi, hogy mennyi áramot képes teljes feltöltéssel tárolni. A tárolókapacitás a gyártó műszaki leírása, és kilowattórában (kWh) van megadva.
- A lemerülés mélysége (DoD) A napelemes akkumulátor nem 100% -osan lemerülhet. Ez az úgynevezett mélykisülés károsítja az akkumulátort. Ezért a napelem csak a lemerülés mélységéig tölthető le. Ez a gyártótól függően változik. A tárolt villamos energia mennyiségének 50–90% -a tehát (csak) visszavonható egy kisütési folyamat során.
- Használható tárolókapacitás/akkumulátor kapacitás. A napelemek műszaki tárolókapacitása csak elméleti, mivel a kisütés mélységét figyelembe kell venni. A napelemek tényleges gyakorlati kapacitása tehát csak a használható tárolókapacitást jelzi. Példa: ha egy napelem akkumulátorának kapacitása 9 kWh és lemerülési mélysége 80%, akkor az akkumulátor gyakorlatilag "csak" 7,2 kWh-t tud tárolni (a 9 kWh 80% -a).
- Teljes ciklus A napelem akkumulátorának egyszeri lemerítése a kisütés mélységéig, majd teljes feltöltése teljes ciklus. Ez a felhasználás elméletileg egy napelemre épül.
- Mikrociklus A napelem csak kis mértékben lemerül, majd újratöltődik.
- A maximális töltési/kisütési teljesítmény és C-sebesség A mosógépek vagy más nagyobb műszaki berendezések rövid ideig sok áramot igényelnek, és így úgynevezett terhelési csúcsokat generálnak. Hogy ezeket a terhelési csúcsokat teljesen el lehet-e fedni az akkumulátor tárolójával, az a maximális kisütési teljesítményből (kW-ban) derül ki. A C-arány jelzi, hogy a szolár akkumulátor milyen gyorsan lemerül a tárolókapacitáshoz viszonyítva. Ha egy akkumulátortároló rendszer egy órán belül teljesen lemerül, az érték 1C. Ezzel szemben a maximális töltési teljesítmény azt jelzi, hogy az akkumulátor tárolója milyen gyorsan tölthető fel.
- Ciklus élettartama/a teljes ciklusok száma A gyártó műszaki leírása, hány teljes ciklusra tervezték a szolár akkumulátort. A mai akkumulátor-tároló rendszerek ciklusideje akár 8000 teljes ciklus és még több. A ciklus élettartamának elérésekor a szolár akkumulátor kapacitása az eredeti névleges kapacitás 80% -a (és elméletileg továbbra is használható).
- A naptár élettartama A naptár élettartama a gyártó elméleti specifikációja is. Ha az akkumulátor tárolója nincs sem lemerülve, sem feltöltve, akkor a napelem akkumulátorának az eredeti névleges teljesítményének 80% -a a naptári élettartama végén is megmarad.
- Élettartam Az élettartam, hasonlóan a használható tárolókapacitáshoz, gyakorlati szempont. Az élettartamot tekintve kezdetben azt feltételezik, hogy egy akkumulátor-tároló rendszer évente hány teljes ciklust fog végrehajtani. Például Photon feltételezte, hogy az akkumulátortároló rendszer évente körülbelül 200 alkalommal teljesen lemerült és feltöltött. Valójában általában 250 és 300 ciklus között van.
Ha 275 ciklust feltételezünk, a szolár akkumulátor élettartama körülbelül 29 év lenne, 8000 töltési ciklus mellett. Mivel az akkumulátort a naptár is elöregíti, a használati idő itt lényegesen rövidebb lesz. Egyes gyártók 15 éves és 20 éves használati időtartamról beszélnek. Végül a jövő fogja megmondani.
- A rendszer hatékonysága Az akkumulátortároló rendszerek elektrokémiai tárolórendszerek, amelyeket elektronikus alkatrészek (töltésszabályozó/akkumulátor inverter) vezérelnek. Emiatt, mint minden technikai rendszer esetében, néhány százalékpontos teljesítményveszteség is tapasztalható. A gyártó adatai a napelemek rendszer-hatékonyságáról továbbra sem következetesek. Döntő fontosságú, hogy mind az akkumulátor ciklus-hatékonysága (ólom kb. 75%; lítium-ion> 90%), mind a különféle elektronikus alkatrészek részleges hatékonysága hozzáadódjon a rendszer hatékonyságához.
- A váltakozó áramú/egyenáramú akkumulátor-tároló rendszerek elektromosan csatlakoztathatók vagy a ház inverterének a ház váltakozó áramkörében (váltakozó áramú), vagy a váltóáramú egyenáramú áramkörben lévő váltakozó áramú (egyenárammal összekapcsolt) inverter után. Mivel egy napelem akkumulátor alapvetően egyenáramot tölt fel, az AC-vel összekapcsolt rendszerek átalakítóval (akkumulátor-inverterrel) is felszereltek, amely a váltakozó áramot egyenárammá alakítja a napelem akkumulátorának feltöltésére. A lemerüléshez az akkumulátor egyenáramát váltakozó áramúvá alakítják vissza. Az egyenáramú kapcsolt rendszereknek nincs szükségük erre az átalakítóra, mivel közvetlenül töltik fel a PV rendszer által generált egyenáramot. Ez valamivel nagyobb hatékonyságot eredményez, de a PV-rendszer inverterét későbbi telepítéskor ki kell cserélni, ami nem az AC-vel összekapcsolt rendszerek esetében, és az akkumulátor-tároló rendszerrel történő utólagos felszerelés rugalmasabb.
- Az 1 fázisú/3 fázisú akkumulátortároló rendszerek egy vagy három fázisban táplálják a feltöltött napenergiát a ház hálózatába/nyilvános villamos hálózatába. Áramszünet esetén az 1 fázisú akkumulátortároló rendszerek nem képesek háromfázisú csatlakozással ellátni az elektromos készülékeket, így pl. A konyhában a kályha nem működne. A fotovillamos rendszereknek három fázisban kell táplálkozniuk az elektromos hálózatba
(Kivételek a 4,6 kWp-ig terjedő rendszerekre vonatkoznak).
- A teljes tápegységek olyan akkumulátortároló rendszerek, amelyek lehetővé teszik a tárolt napenergia (akkumulátor-energia) táplálását közvetlenül a hálózatba. Az AC-vel összekapcsolt akkumulátortároló rendszerek további mérőt igényelnek, hogy megakadályozzák a villamos energia feltöltését a hálózatból és napenergiás energiaellátásként.
- Vészüzemi opció. A vészfeszültség-opció lehetővé teszi, hogy a napelem akkumulátor áramkimaradás esetén másodperc töredéke alatt átvegye a ház áramellátását, és a PV-rendszerrel együtt a ház sziget üzemmódban történjen. Többek között attól függ, hogy a napelem egy- vagy háromfázisú-e, így a ház összes (3-fázisú) elektromos készüléke működik.
Kulcsfigurák, amelyek meghatározóak a mindennapi életben
A fenti adatok lényegében magának a napelemnek a műszaki teljesítményét írják le. Mennyire jól teljesít a napelem a gyakorlati működésben annak érdekében, hogy a háztartásokat a PV-rendszerrel kombinálva a lehető legnagyobb mértékben ellátja villamos energiával, a következő három paraméter ad információt.
- Saját fogyasztási részarány Az önfogyasztási részesedés a fotovoltaikus rendszer által termelt villamos energia mennyiségéhez kapcsolódik, és megadja, hogy a napelem akkumulátorának felhasználásával mennyi energiát lehet fogyasztani a háztartásban a PV rendszerből. Az önfogyasztás lehető legnagyobb aránya mindkét rendszer szakmai tervezésétől és tervezésétől függ.
- Az önellátás mértéke Az önellátás mértéke a háztartás teljes villamosenergia-fogyasztásához kapcsolódik, és az önfogyasztás arányával ellentétben megadja, hogy a tényleges villamosenergia-igény mekkora részét fedezheti a fotovoltaikus napelemes kombináció.
- Tárolt kilowattóránkénti költségek Az, hogy mennyire gazdaságos az akkumulátortároló rendszer, meghatározható azáltal, hogy egy tárolt kilowattóra mennyibe kerül (centben). Ezeket az akkumulátortároló rendszerre a következőképpen lehet kiszámítani:
1. Névleges kapacitás x teljes ciklusok száma = elméletileg tárolható energiamennyiség
2. Konvertálja az elméletileg tárolható energiamennyiséget gyakorlatilag tárolható energiamennyiséggé, kivonva a kisülés mélységét és a rendszer hatékonyságát százalékban
3. Beruházási költségek/végfelhasználói ár (ugyanarra a műszaki berendezésre) elosztva a gyakorlatilag tárolható energiamennyiséggel a tárolt villamos energia kilowattóránkénti árát eredményezik.
Példa számítás napelemre: lítium-ion akkumulátor
Névleges kapacitás 6,4 kWh x 6000 teljes ciklus = 38 400 kWh elméleti tárolókapacitás. 38 400 kWh a 90% -os kisütési mélységhez viszonyítva 34 560 kWh hasznos tárolókapacitást eredményez.
6499 € kiskereskedelmi ár osztva 34 560 kWh = 0,188 €/tárolt kWh.
(Végfelhasználói ár nettó, telepítési költségek nélkül, a tárolási támogatás figyelembevétele nélkül az LG-Chem tárolórendszer példáján keresztül) 2015 végétől