Зберігання енергії та те, що ви повинні про це знати
Модернізація сховища електроенергії для фотоелектричних систем
Основні показники сонячної батареї
Фотоелектричні системи накопичення збільшують власне споживання сонячної енергії та економить енергетичні витрати, держава сприяє грантами та низькими відсотками позик
Цікаві факти про зберігання електроенергії. Сонячну енергію від фотоелектричних систем можна і потрібно ефективно зберігати, оскільки сонце не світить цілодобово. Але в обідній час є велика кількість сонячної енергії - лише з невеликим використанням електроенергії, так що державні електромережі вже можуть досягти своїх меж. Системи акумулятора та енергоменеджменту пропонують тут ефективне рішення. Батареї - це особливо потужні пристрої короткочасного зберігання.
Згідно з висновками Інституту систем сонячної енергії Фраунгофера, які були опубліковані в “Study Storage 2013”, використання систем акумуляторних батарей значно зменшує навантаження на електромережу, тоді як споживачі можуть значно зменшити свої енергетичні витрати. Крім того, відбувається зміна політики фінансування: з одного боку, тариф на подачу сонячної електроенергії падає, з іншого боку
Зберігання ФВ підтримується державними коштами з травня 2013 року. Домогосподарства та державні електромережі виграють від цього.
Літій-іонні або свинцеві батареї?
Системи зберігання акумуляторів в основному складаються з двох частин: акумулятора та інвертора або контролера заряду. Найбільшу роль на ринку відіграють іон-літій та свинцевий гель. Обидві технології мають переваги: системи свинцевих акумуляторів випробовувались і випробовувались давно, а літієві акумуляторні системи все ще відносно нові та значно дорожчі. У свою чергу, однак, вони пропонують більше циклів зарядки в довгостроковій перспективі, тому вони мають довший термін служби. Тим часом свинцевий гель навряд чи відіграє роль на ринку, літій-іонна технологія зарекомендувала себе, і ціни різко впали.
За допомогою систем зберігання, оператори фотоелектричних систем можуть зберігати сонячну енергію з даху та використовувати її самі, замість того, щоб подавати її в основному в загальнодоступну мережу. Зображення: Пристрій накопичення енергії від VARTA Microbatteries
Самоспоживання сонячної енергії має пріоритет - і воно того варте
Інтелектуальний інвертор/регулятор заряду контролює зарядку акумулятора або подачі в загальнодоступну електромережу. Якщо сонце світить інтенсивно, сонячна енергія в основному використовується для самоспоживання. Якщо отримується більше енергії, ніж потрібно, акумулятор заряджається одночасно. Тільки коли батарея повністю заряджена, фотоелектрична система подає сонячну енергію в загальнодоступну мережу.
З огляду на поточні витрати на виробництво сонячної енергії для приватних систем близько 14 центів/кВт-год та закупівельну ціну електроенергії для домогосподарств близько 28 центів/кВт-год, пряме споживання стало економічно вигідною альтернативою.
Головною перевагою енергозапасу є те, що сонячну енергію можна «тимчасово зберігати». Увечері, коли сонце заходить, домогосподарство може використовувати тимчасово накопичену сонячну енергію із затримкою. Фотоелектрична промисловість передбачає можливе збільшення власного споживання сонячної енергії до 70 відсотків.
Федеральний уряд хоче створити сонячну систему накопичення електроенергії для стабілізації мережі, до якої зараз має внести субсидія. Випуск на ринок акумуляторних систем для зберігання сонячної енергії фінансується з 1 травня 2013 року.
Фінансування нової програми фінансування забезпечене, але обмежене 25 мільйонами євро в перший рік.
Сонячні системи накопичення енергії коштують 6000 - 15000 євро
Резервуари для зберігання можна встановити швидко та гнучко. Ми пропонуємо вам системи постійного струму, а також системи змінного струму.
Дозвольте порадити вам.
На сьогодні ціни на системи накопичення енергії, в яких використовується свинцевий акумулятор, становлять близько 4000 євро. Літій-іонні системи зберігання коштують від 6 000 до 10 000 євро. Повна система сонячної енергії та інтегроване рішення для зберігання акумуляторів може коштувати від 15000 до 25000 євро - залежно від обраної технології та розміру системи, а також ємності накопичувача.
Держава виплачує субсидію за кіловат-годину фотоелектричної потужності
1 травня 2013 року стартувала програма підтримки Федерального міністерства навколишнього середовища для зберігання сонячної енергії, яка обробляється банком KfW. Типова п’ятикіловатна система сонячної енергії плюс накопичувач може фінансуватись до 3000 євро (станом на 2013 рік).
Наприклад, якщо встановлена нова фотоелектрична система, оператори можуть отримати субсидію до 30 відсотків або максимум 600 євро за кіловат-годину. Завдяки цьому фінансуванню федеральний уряд створив ринкову програму стимулювання, яка знизить ціни, коли зросте попит на акумулятори. З тих пір фінансування через KFW було значно скорочено. (Програма закінчилась)
Але є також фінансування від штату Північний Рейн-Вестфалія, де можна подати заявку на фінансування 10% на ціну зберігання та 10% на витрати на встановлення. Для програми Progres.NRW фінансування не потрібне. Комерційні сховища можуть фінансуватися навіть до 50%. (Програма тепер включає нові умови)
Управління енергією та зберігання акумуляторів варто. Власники фотоелектричних систем можуть збільшити власне споживання сонячної енергії приблизно до 70%. Графіка: ZVEI
47 відсотків власників будинків можуть уявити, як інвестують у сонячну енергію
Згідно з опитуванням Німецької асоціації сонячної промисловості (BSW-Solar), кожен другий новий інвестор у фотоелектричну енергію та кожен третій системний оператор зацікавлені у зберіганні акумуляторів. Це підтверджує опитування Infratest/Dimap. 63 відсотки опитаних власників будинків заявляють, що вони вже поінформували себе про накопичення сонячної енергії, що генерується самостійно, та про можливості самоспоживання. 47 відсотків власників будинків навіть уявляють, як інвестують у сонячну енергію.
Джерело: ZVEI; BMU; Solarserver.de
Порівняння між літій-іонними батареями та свинцевими батареями
- низька кількість циклів макс. від 1200 до 1500 циклів лише
- Макс. Тривалість життя від 5 до 7 років
- Важкі та великі (від 400 до 500 кг)
- Високий саморозряд 0,5% на день
- Вплив на здоров'я через звільнення
- Міцність циклу від 4000 до 8000 циклів при 70
- Тривалий термін служби до понад 20 років
- при необхідності можливі високі струми розряду
- низький саморозряд 0,5% на тиждень
- низькі втрати потужності протягом терміну
Графіка: Приклад розрахунку субсидій на зберігання для фотоелектричної системи потужністю 5 кВт (BSW-Solar)
Основні показники сонячної батареї: технічні та практичні контрольні значення
Робота з технічними даними сонячної батареї починається з питання про те, яку електроенергію зберігає сонячна батарея: постійний чи змінний? Ви знаєте, це? Це постійний струм. І це лише найпростіший з багатьох інших основ, необхідних для розуміння та оцінки систем акумуляторних батарей для фотоелектричних систем. Наразі для опису ємності та продуктивності сонячної батареї з’явилися такі дані та параметри:
- Технологія батареї Системи акумулятора працюють або на основі свинцю (свинцева кислота, свинцевий гель) або з іонами літію. Свинцеві акумулятори економічно перевірені і довше використовуються, ніж літій-іонні накопичувачі. Однак ефективність літій-іонних акумуляторів вища, ніж у свинцевих. Сьогодні свинець навряд чи відіграє роль на ринку.
- Ємність/ємність акумулятора (номінальна ємність) Ємність сонячної батареї вказує, скільки електроенергії вона може зберігати при повному заряді. Ємність є технічною специфікацією виробника і подана в кіловат-годинах (кВт-год).
- Глибина розряду (DoD) Сонячна батарея не може розряджатися на 100%. Цей так званий глибокий розряд пошкоджує акумулятор. Тому розряджати сонячну батарею можна лише на глибину розряду. Це залежить від виробника. Отже, від 50% до понад 90% накопиченої кількості електроенергії може бути вилучено (лише) під час розряду.
- Корисна ємність/ємність акумулятора. Технічна ємність сонячної батареї є лише теоретичною, оскільки потрібно враховувати глибину розряду. Отже, реальна практична ємність сонячної батареї лише вказує на корисну ємність. Приклад: якщо сонячна батарея має накопичувальну потужність 9 кВт-год та глибину розряду 80%, акумулятор може практично "лише" зберігати 7,2 кВт-год (80% від 9 кВт-год).
- Повний цикл Розряджання сонячної батареї один раз до глибини розряду, а потім повне заряджання - це повний цикл. Це використання теоретично базується на сонячній батареї.
- Мікроцикл Сонячна батарея лише трохи розряджається, а потім заряджається.
- Максимальна потужність заряджання/розрядження та швидкість C Пральні машини або інші великі технічні пристрої ненадовго вимагають багато електроенергії і таким чином генерують так звані піки завантаження. Чи можна ці піки навантаження повністю покрити накопичувачем акумулятора, можна зрозуміти з максимальної потужності розряду (в кВт). Показник С вказує, наскільки швидко розряджається сонячна батарея по відношенню до ємності. Якщо система зберігання акумулятора повністю розрядиться протягом години, це значення 1С. І навпаки, максимальна потужність зарядки вказує на те, як швидко можна зарядити акумулятор.
- Термін служби/кількість повних циклів Технічні характеристики виробника, на скільки повних циклів призначена сонячна батарея. Сучасні системи зберігання акумуляторів мають термін служби до 8000 повних циклів і більше. Коли термін служби циклу досягається, сонячна батарея має потужність 80% від початкової номінальної ємності (і теоретично все ще може використовуватися).
- Тривалість календаря Тривалість календаря також є теоретичною специфікацією виробника. Якщо акумулятор не розряджається і не заряджається, сонячна батарея все одно матиме 80% від початкової номінальної потужності в кінці свого календарного терміну служби.
- Термін служби Термін служби, як і корисна ємність, є практичним показником. Що стосується терміну служби, спочатку передбачається, скільки повних циклів система зберігання акумуляторів зробить на практиці на рік. Наприклад, Photon припустив, що система зберігання акумуляторів повністю розряджається і заряджається приблизно 200 разів на рік. Насправді це переважно від 250 до 300 циклів.
Припустимо, 275 циклів, сонячна батарея має термін служби близько 29 років при 8000 циклах зарядки. Оскільки акумулятор також схильний до старіння календаря, тут час використання буде значно меншим. Деякі виробники говорять про термін використання від 15 до 20 років. Зрештою, покаже майбутнє.
- Ефективність системи Системи зберігання акумуляторів - це електрохімічні системи зберігання, які управляються електронними компонентами (регулятором заряду/інвертором акумулятора). З цієї причини, як і у всіх технічних системах, існують втрати в продуктивності на кілька процентних пунктів. Інформація виробника про ефективність використання сонячної батареї досі залишається суперечливою. Дуже важливо, щоб до ефективності системи додавались як цикловий коефіцієнт корисної дії акумулятора (свинцю приблизно 75%; літій-іонний> 90%), так і частковий ККД різних електронних компонентів.
- Системи зберігання акумуляторних батарей змінного та постійного струму можна підключити електрично або «після» інвертора системи ПВ в ланцюзі змінного струму будинку (змінного струму), або «до» інвертора в проміжний ланцюг постійного струму (постійного струму). Оскільки сонячна батарея в основному заряджає постійний струм, системи змінного струму також оснащені перетворювачем (інвертором акумулятора), який перетворює змінний струм у постійний струм для зарядки сонячної батареї. Для розряду постійний струм акумулятора перетворюється назад у змінний. Системи, сполучені з постійним струмом, не потребують цього перетворювача, оскільки вони безпосередньо заряджають постійний струм, що генерується фотоелектричною системою. Це призводить до дещо вищого ступеня ефективності, але інвертор фотоелектричної системи повинен бути замінений при його встановленні пізніше, що не стосується систем, з'єднаних змінним струмом, а модернізація системи зберігання акумуляторів є більш гнучкою.
- Однофазні/трифазні акумуляторні системи подають заряджену сонячну енергію на одну або три фази в домашню мережу/громадську електричну мережу. У разі відключення електроенергії однофазні системи акумуляторних батарей не можуть забезпечити електричні пристрої трифазним підключенням, так що, наприклад, плита на кухні не працюватиме. Фотоелектричні системи також повинні подаватися в електромережу у три фази
(Винятки стосуються систем потужністю до 4,6 кВт).
- Повні фідери - це системи акумуляторних батарей, яким дозволяється подавати накопичену сонячну енергію (батарею) безпосередньо в електромережу. Системи акумуляторної батареї, сполучені зі змінним струмом, потребують додаткового лічильника, щоб запобігти зарядці електроенергії з мережі та подачі її як сонячну.
- Варіант аварійного живлення. Варіант аварійного живлення дозволяє сонячній батареї за частки секунди взяти на себе джерело живлення будинку у випадку відключення електроенергії та разом із фотоелектричною системою забезпечити будинок в острівному режимі. Крім усього іншого, це залежить від того, живиться сонячна батарея однофазною або трифазною, щоб усі електроприлади в будинку (3-фазні) працювали.
Ключові цифри, які мають вирішальне значення у повсякденному житті
Вищезазначені дані по суті описують технічні характеристики самої сонячної батареї. Наскільки ефективні сонячні батареї в практичній експлуатації, щоб забезпечити домогосподарство електрикою якомога більше у поєднанні з фотоелектричною системою, забезпечують наступні три параметри.
- Частка власного споживання Частка власного споживання пов'язана з кількістю електроенергії, що виробляється фотоелектричною системою, і вказує, скільки сонячної електроенергії з самої фотоелектричної системи може бути спожито в домогосподарстві завдяки використанню сонячної батареї. Максимально можлива частка власного споживання залежить від професійного планування та дизайну обох систем.
- Ступінь самозабезпечення Ступінь самозабезпечення стосується загального споживання електроенергії домогосподарством і, на відміну від частки власного споживання, вказує, яка частина фактичної потреби в електроенергії може бути покрита за рахунок поєднання фотоелектричних сонячних батарей.
- Витрати на збережену кіловат-годину Наскільки економічною є система зберігання акумуляторів, можна визначити, скільки коштує накопичена кіловат-година (у центах). Їх можна розрахувати для системи зберігання акумулятора наступним чином:
1. Номінальна потужність х кількість повних циклів = теоретично зберігається кількість енергії
2. Перетворіть теоретично зберігається кількість енергії в практично зберігається кількість енергії, віднявши глибину розряду та ефективність системи у відсотках
3. Інвестиційні витрати/ціна кінцевого споживача (для одного і того ж технічного обладнання), поділена на практично зберігається кількість енергії, призводить до ціни за збережену кіловат-годину електроенергії
Приклад розрахунку для сонячної батареї: літій-іонна батарея
Номінальна потужність 6,4 кВт-год x 6000 повних циклів = 38 400 кВт-год теоретична потужність. 38 400 кВт-год у порівнянні з 90% глибиною розряду дає 34 560 кВт-год корисної ємності.
6 499 євро роздрібна ціна, поділена на 34 560 кВт-год = 0,188 євро за зберіганий кВт-год.
(Ціна кінцевого споживача чиста, без витрат на встановлення, без урахування субсидії на зберігання на прикладі системи зберігання LG-Chem) Станом на кінець 2015 року