Mennyit nyel a fotovoltaikus tároló rendszer
Saját áramigény - Minden napelem akkumulátor elektromos fogyasztó, mint az inverter. Nehéz számszerűsíteni, hogy mekkora a veszteségek és a rendszer vezérlésének energiaigénye. De az ügyfelek kérdezik - egyre gyakrabban. Dittmar Koop és Heiko Schwarzburger
Négy évvel ezelőtt a mottó az volt, hogy a lehető legtöbb napenergiát táplálják a nyilvános hálózatba. Abban az időben a javadalmazás nagyon magas volt, és az elektromos hálózat jövedelmező üzleti modellt kínált.
Ma fontos, hogy a ház saját maga által termelt napenergiát a lehető legnagyobb mértékben felhasználjuk az áramvásárlás elkerülése érdekében. Mivel a hálózati energia drága, és a saját napenergia olcsó.
A napelemek segítségével megduplázhatja a házban a saját termelésű villamos energia mennyiségét 70 vagy 80 százalék fölé - ésszerű pénzügyi ráfordítással. A tárolási rendszereket folyamatosan fejlesztik, és az árak gyorsan esnek.
A készenlét csak egy elem
A napenergia-vásárlók speciális trükkökkel is sokat tehetnek azért, hogy maguk is több napenergiát használhassanak: például olyan időzítőkkel, amelyek akkor indítják el a mosogatógépet vagy a mosógépet, amikor a legmagasabb a napenergia hozama.
Eddig elhanyagolták a villamos energia lebontását, amelyet maga a villamosenergia-tároló rendszer fogyaszt. A gyártó adatlapjai nagyon ritkán nyújtanak hasznos információkat. A készenléti mód csak egy komponens, csupán annak megadása nem elég. Az energiaigény általában háromszor nagyobb.
Ezen kívül van áram az akkumulátor-inverter és a vezérlés (akkumulátor-kezelő rendszer), valamint az internet-kapcsolat számára. A saját áramigény az alkalmazott akkumulátor típusától is függ.
Mi az a csepegtető töltés?
A gyártók számára lehetetlennek tűnik egyértelmű értékeket megadni, mert a felhasználó egyéni magatartása, amely nyilvánvaló az akkumulátoros rendszer üzemmódjában, szintén beletartozik a számításba. És ez egy fekete doboz.
De a piacnak nagyobb átláthatóságra van szüksége, és nem csak a hatékonyság vagy a töltési ciklusok tekintetében. Nem lenne ideje legalább meghatározni a saját villamosenergia-igényét mint prototípust? Az ilyen információk már elterjedtek a fűtéstechnika vagy a húr-inverterek esetében.
Sürgős tisztázásra van szükség a csepegtető töltés kifejezéssel kapcsolatban is. Klasszikus értelemben azt jelenti, hogy az akkumulátornak bizonyos töltöttségi szintre van szüksége ahhoz, hogy ne csúszhasson mély lemerülésbe. Tönkreteheti az akkumulátort. Ilyen eset elképzelhető télen: Az akkumulátor nincs feltöltve, mert hó van a napelem modulokon. Ennek ellenére a rendszer áramot igényel, hogy megvédje az akkumulátort az önpusztulástól.
- kérdezi egy berlini mérnök
Az ilyen kérdések szintén relevánsak: Milyen minimális lemerülésnél kezd teljes mértékben feltöltődni az akkumulátor? Ha a küszöb alacsony, akkor meglehetősen gyorsan beáll. És: Mely veszteségek - amelyek megfelelnek a tényleges saját villamosenergia-szükségletnek - a napenergiának az akkumulátorra történő átalakításából származnak?
Az egyenáramú vezérlésű rendszerekben a buck konverter és a boost konverter integrálva van, hogy a húrok feszültségét az akkumulátor feszültségéhez vagy az inverter egyenfeszültségéhez vezesse. A váltakozó áramú vezérlésű rendszerekben az átalakítás a DC-ről váltakozó áramra (a szolárberendezésből a szolár inverter által) és az akkumulátor (akkumulátor-inverter) megújult átalakítása az AC-ről DC-re, valamint a lemerülés során visszafelé történik. Ezután az egyenáramot az akkumulátor-inverterben lévő akkumulátorból átalakítja váltakozó áramúvá a fogyasztók és a házhálózat számára.
A berlini André Jödicke egy napenergia-generátor és egy villamosenergia-tároló rendszer büszke tulajdonosa. Szabadidejében Excel táblázatok és grafikák segítségével dokumentálja tetőtéri rendszerének napenergiáját, a ház áramellátását és a tároló rendszer önfogyasztását.
A családi ház tulajdonosának 2015 februárja óta van egy napenergia-tároló rendszere, a Classic Sonnenbatterie, bruttó kapacitása: 4,5 kilowattóra, hasznos kapacitása: 3,2 kilowatt óra, maximális töltőteljesítménye: 2,4 kilowatt, akkumulátora típusa: lítium-vas-foszfát.
Az akkumulátort utólag szerelték fel, a fotovoltaikus rendszer 2011 októbere óta működik (monokristályos modulok, 3,3 kilowatt teljesítmény). Az előrejelzett hozam: évi 2780 kilowattóra. Ez megbízható prognózis volt, mert 2015-ben a generátor 2690 kilowattórát szállított. Eredetileg a generátor teljes egészében az elektromos hálózatba táplálódott, a régi inverter (transzformátorral) még mindig a ház északi oldalán lóg. A modulok és az inverterek a Solarworld-ből származnak.
Átalakítás önfogyasztásra
A Berlin délkeleti részén található létesítmény meglátogatásakor kezdetben egyértelmű volt: Technikailag nézve a napgenerátor és a napelem tökéletesen működik. Nem voltak hibák, csak az akkumulátor utólagos felszerelésével kapta a prioritást az önfogyasztás. Most csak a többletek kerülnek az elektromos hálózatba, ahol a 2011-es tarifák után fizetik őket.
André Jödicke mérnök, egy berlini lakásszövetségnél dolgozik. "A naprendszer telepítése után kissé meglepődve tapasztaltam, hogy nincs áramunk, ha az elektromos hálózat meghibásodik" - mondja. „Ezután az inverter kikapcsol. Valójában ez nonszensz, mert a fotovoltaikus elemek különösen alkalmasak a sürgősségi áramellátásra. "
Az áramkimaradás Berlinben ritka, legfeljebb néhány percig tart. Ez szinte észrevétlenül történik évente egyszer-kétszer. Csak azt veszi észre, hogy a fűtésvezérlő óra villog, majd vissza kell állítani. A szomszéd is csengetett: „Nincs villanyja?” A fűtés és a meleg víz (még mindig) gázkondenzációs kazánon fut át, amelyet a földben lévő folyékony gáztartályból táplálnak.
André Jödicke most délben időzítőn működteti a mosogatógépet és a mosógépet, amikor a legnagyobb napenergiára számítani lehet. A ház technikai intézkedéseivel növeli az önellátást és csökkenti az áramigényt. A be- és elszívott levegő rendszerének gazdaságos egyenáramú motorjai vannak. A jelenlegi villamosenergia-szükséglet két ember számára évente: körülbelül 1400 kilowattóra.
Vásárolt egy elemet
Autonómia, függetlenség áramkimaradás esetén is: a mérnöknek az ötlete támadt, amikor a „Blackout” című regényt olvasta. "2014 óta megvizsgáljuk azt a kérdést, hogyan alakíthatnánk naprendszerünket önálló működésre" - emlékeztet. "Tehát egy szigetre kompatibilis akkumulátor tároló rendszert találtunk ki."
Így találkozott a napelemekkel, amelyek messze megelőzték az akkori lítiumtároló piacot. Az akkumulátor hatékonysága 94 százalék, a telepítés teljesen problémamentes volt.
Munkájában a büszke akkumulátortulajdonosnak sok köze van a számokhoz, a tényekhez hasonlóan, a mondás szerint. Arra lett figyelmes, amikor az épület villamosenergia-fogyasztása változatlan maradt, annak ellenére, hogy a felnőtt fia elköltözött. Most Jödicke használta az éles ceruzát, és megkérdezte: "Számunkra meglepő volt, hogy az akkumulátorrendszert az éjszaka folyamán feltöltötték" - hoz példát. „Természetesen a tároló rendszer elvette ezt az áramot a hálózatról, fizetnünk kellett érte. Miért ne töltené napenergiával? Ezután azt javasoltuk a telepítőnek, hogy ezeket az úszó díjakat a nap folyamán kell elvégezni, ha ez technikailag szükséges. "
Mennyi áramot fogyaszt a tároló egység?
Az akkumulátorrendszerben többször is megfigyeltek egy csepegtető feltöltést. Ha az akkumulátort hosszú ideig a legkisebb, 30 százalékos kisütési mélységnél hagyták, akkor 100 százalékig töltötték. Ennek eredményeként például a tárolótartály reggel, röviddel napkelte előtt, hálózati erővel volt feltöltve, és már nem tudta elfogadni a napenergiát. Erre nincs magyarázat a rendszer dokumentációjában.
Némi oda-vissza utána, szerelője és gyártója között az éjszakai úszó töltések varázslatosan a múlté voltak. "Valószínűleg kaptak egy frissítést nekünk, de soha nem kaptam megerősítést róla" - mondja Jödicke. - Legalább nincsenek éjszakai terhelések.
A saját fogyasztás megduplázódott
Az év sötétebb hónapjaiban a Jödicke manuálisan 80% -ra növeli a kisütési mélységet: "Amúgy sem kell a teljes akkumulátor kapacitás, és a csepegtető töltést már nem figyelték meg". Más szavakkal: Úgy tűnik, hogy a 2015-ben telepített akkumulátor azóta kapott egy frissítést, amely bájosan megoldja a problémát. Ennek ellenére hasznos lenne egy írásos visszaigazolás, amely pontosan dokumentálná az aktuális üzemállapotot és a karbantartás céljából jelenleg aktív firmware-t.
Ennek ellenére a tároló üzemeltetője nem volt elégedett. Mert az ő számításai szerint a tároló rendszer túl sok áramot fogyaszt. A tároló rendszer megkönnyítette a házban a napenergia önfogyasztásának megkétszerezését. A Jödicke család villamosenergia-szükségletének kétharmadát már maga fedezi. De még mindig 530 kilowattórát kell vásárolnia a Vattenfalltól.
Példa készenléti üzemmódra: "A sonnenbatterie képviselője 14 wattot adott készenléti teljesítményként" - számol be André Jödicke. Az akkumulátor kijelzője azonban állandóan 41 wattot mutat. „Ha beleszámítom a hat százalékos veszteségeket a töltés és a lemerülés során, akkor az önfogyasztás lényegesen magasabb. Az energia nem vész el, de az átalakítási veszteségek nálunk maradnak, és csak az épület burkolatának kedveznek a fűtési szezonban. ”A töltési ciklusok száma az akkumulátor kijelzőjén évente 134.
Ezenkívül az akkumulátor internetkapcsolatához hat watt szükséges, ami évente körülbelül 50 kilowattóra. Ezért kapcsolja ki Jödicke az elektromos vezetéket és az útválasztót, amikor nincs szüksége internetre.
Az éves villamosenergia-szükséglet fele
Jödicke elégedett a naprendszerével, és összességében az akkumulátorral is. Ezt nagyon világosan mondja. A jövőben teljesen függetlenné akar válni, esetleg a közeli jövőben utólagosan telepítené a CHP-t. Ezért akarja megérteni, hol rejtőznek a rendszer buktatói, és hol tudja optimalizálni a rendszert. Ezért hívott meg minket a házába, hogy megvitassák az élményt.
Esetéhez legalább 412 kilowattóra saját áramot számított ki, amelyet a villamosenergia-tároló rendszer megkövetel. A Jödicke-hez hasonló ügyfelek számára ez kijózanító, tekintettel arra, hogy a teljes éves villamosenergia-szükséglet csak háromszor nagyobb. „Ez nem jelent problémát azoknak a felhasználóknak, akiknek az éves villamosenergia-igénye 4000 kilowattóra. De ha évente csak körülbelül 900 kilowattóra van szükségünk a háztartásban, az számunkra fontos "- jegyzi meg és összegzi:" Fizikai okokból nem számíthattunk belső akkumulátor-rendszerre belső fogyasztás és átalakítási veszteség nélkül. Csak előre szerettük volna tudni, mire számíthatunk a való életben. "
Szeretné tudni, mire számíthat
Hogy mire számíthatunk, azt valójában nem könnyű megmondani. Mennyi áramot von le egy napelemes tároló rendszer? Az általános állítások nehézek, ha nem is lehetetlenek. Mivel a fogyasztás sok technikai tényezőtől függ, beleértve természetesen az egyéni viselkedést is. Jelen esetben a memória is jelentősen túl nagy.
Bár illik a naprendszerhez. De nem az épület villamosenergia-fogyasztásáról. A szolárgenerátort eredetileg a hálózat táplálására tervezték, mert a tetőn lévő 3,3 kilowatt még a ház 900 kilowattórás villamos energiájához képest is túl sok. "Örömmel gondolok az ajánlati szakaszra, amikor a beszállítók majdnem kétszer akkora napenergia-generátorokat akartak telepíteni" - emlékeztet Jödicke. "Amikor egyértelműen meghatároztam a szolgáltatókkal folytatott telefonhívások méretét, megkérdezték, miért olyan kicsi a tetőm."
A helyszínen folytatott megbeszélésünk egyik eredménye: Ha néhány éven belül ki kell cserélni a modulokat, akkor a transzformátor szolár inverterét egy önfogyasztásra optimalizált eszköz váltja fel. André Jödicke pedig már azzal az ötlettel játszik, hogy a jelenlegi háromliteres autót elektromos autóra cseréljék.
Rejtvény, feladat az ipar számára
A látogatás után megkérdeztük a különféle tároló szolgáltatókat, hogy rendszereik saját áramfogyasztása milyen magas. A kevés rendszerszolgáltató egyikeként az IBC Solar vette a fáradságot, és kiszámította a Solstore Li saját villamosenergia-fogyasztását. Készenléti állapotban öt wattra van szüksége, amelyet az akkumulátor-kezelő rendszer merít. Az SMA Sunny Island hét wattra, a méter két wattra van szüksége.
Az IBC Solar szerint az önfogyasztás készenléti állapotban (összesen: 14 watt teljesítmény) évi 122 kilowattórát eredményez 100 százalékos készenlét mellett. Az energiaigény valós üzemben valószínűleg háromszor nagyobb. Mert: "Működés közben az energiafogyasztás körülbelül 50 watt lesz" - számítja ki Iris Meyer az IBC Solar-tól.
Néhány raktár alszik
Az energia tárolásakor átalakulási veszteségek lépnek fel. Ezért a töltési folyamatok számának a lehető legkisebbnek kell lennie. A veszteségek többek között az akkumulátor típusától is függenek. Az ólomakkumulátorok veszteségei nagyobbak, mint a lítiumelemeké. A lítiummal ismét vannak különbségek, még akkor is, ha ezek viszonylag kicsiek. A lítium-vas-foszfát elemeket jobbnak tekintik, mint a nikkel-kobalt-mangán vagy nikkel-kobalt-alumínium-oxid elemeket.
Ha nem használnak akkumulátorokat, idővel lemerülnek, majd áramot merítenek, hogy megakadályozzák a mélykisülést. Vagy elaludni. Ez a helyzet például a Solarwatt-féle Saját tartalék esetében. Alvó üzemmódba kerül, amelyben az egész elektronika elalszik, és csak alkalmanként ellenőrzi, hogy minden rendben van-e. "A tárolóeszköz ebben az állapotban körülbelül hat hónapig, azaz az egész télen maradhat, anélkül, hogy az akkumulátor megsérülne" - magyarázza Detlef Neuhaus, a Solarwatt ügyvezető igazgatója.
Hasonlítsa össze jobban a termékeket
Sok tároló szolgáltató saját adataiban nem is írja fel saját villamosenergia-szükségletét. Ennek meg kell változnia, ha a piac átláthatóvá és ügyfélbaráttá akar válni. A csúcsteljesítményhez és a töltési ciklusok számához hasonlóan, megbízható információkra van szüksége a saját villamosenergia-szükségleteiről ahhoz, hogy össze lehessen hasonlítani a termékeket - ideértve a készenlétet, a töltési veszteségeket és az adatvezeték kiegészítő teljesítményét.
Ez azt jelenti, hogy az ilyen értékek meghatározásához szabványosított vizsgálati rendszert kell kidolgozni. Az ipar ezt csak kollegiális együttműködés útján teheti meg, például az egyesület bizottságaiban vagy a TÜV-nél. Ilyen vizsgálati ciklusra egyébként szükség van a részleges terhelés alatti hatékonyság és veszteségek pontosabb elemzése és meghatározása érdekében.
Egy trükkös rejtvény vár rád. Mivel a tárolórendszer különféle összetevőkből áll, amelyek szinte mindegyike releváns a fogyasztás szempontjából. Akkumulátor-kezelő rendszer, mérő, egyenáram-átalakító és átalakító vagy csak egy kijelző. Például André Jödicke azt is megkérdezi: "Valóban szükség van-e a memória online csatlakoztatására az internetre 24 órán keresztül?"
Az ilyen kérdések a napelemes ügyfelektől fognak növekedni. Mivel a villamosenergia-tároló rendszerek iránti érdeklődés - új napenergia-generátorok vagy utólagos felszerelés iránt - óriási mértékben növekszik. És ez csak jó jel lehet.