Warum in eine Haushaltsbatterie zur Speicherung von Photovoltaik-Energie investieren?
- Maximieren Sie Ihre Solarenergie auch nachts : Mit einer Batterie haben Sie die Möglichkeit, tagsüber erzeugte Sonnenenergie zu speichern und nachts zu nutzen. Dies bedeutet eine geringere Abhängigkeit vom Stromnetz und damit möglicherweise Einsparungen bei Ihren Stromrechnungen.
- Profitieren Sie von der variablen Preisgestaltung : Preise, die sich am Zeitpunkt des Verzehrs orientieren, liegen im Trend (und könnten sich weiter verbreiten). In Zeiten hoher Nachfrage, meist am frühen Abend, sind diese Tarife oft höher.
- Sicherungskopie : Sichern Sie Ihre Stromversorgung im Falle eines EDF-Ausfalls: Bei einem Ausfall des Netzstroms kann eine Haushaltsbatterie Ihre Schalttafel ganz oder teilweise stützen und so die Kontinuität der Stromversorgung Ihres Hauses über die Solarmodule am Tag gewährleisten (oder Nacht dank der Batterien).
Wie funktioniert eine Haushaltsbatterie?
Eine Haushaltsbatterie arbeitet mit einem elektrochemischen Mechanismus, der Energie spart. Betrachten Sie es als ein Energie-„Sandwich“. Auf der einen Seite haben wir die Anode, auf der anderen die Kathode. In der Mitte ist eine als Elektrolyt bezeichnete Substanz durch ein isolierendes Material getrennt.
Um Sie daran zu erinnern, dass die Kathode positiv ist: Stellen Sie sich Katzen vor, die oft positiv wahrgenommen werden. Im Gegensatz dazu ist die Anode negativ, ein bisschen wie eine mürrische Tante, die wir vielleicht Tante Annette nennen.
An der Anode verklumpen die negativ geladenen Elektronen. Sie streben danach, die Kathode zu erreichen, die ihr positiv geladenes Gegenteil ist. Der Elektrolyt in der Mitte verhindert jedoch, dass sie direkt durch die Batterie gelangen.
Durch die Verbindung von Anode und Kathode mit einem Leiter können sich Elektronen durch sie bewegen. Dieser Elektronenfluss stellt den Strom dar, den wir verbrauchen.
Bei wiederaufladbaren Batterien ermöglicht eine externe Energiequelle die Umkehr der Stromrichtung. Dies hilft, diese Energie für die spätere Verwendung aufzubewahren.
In einer modernen Lithium-Ionen-Haushaltsbatterie gibt es viele mögliche Konfigurationen für die Kathodenplatten, Anodenplatten und den Separator. Typischerweise sind sie als Rollen in Metallzylindern, sogenannten Zellen, konzipiert. Ein Energiespeichersystem für Privathaushalte kann Tausende dieser zylindrischen Zellen enthalten.
Der Unterschied zwischen kW und kWh: Leistung & Energie!
Um den Betrieb einer Haushaltsbatterie (ob Lithium, Nickel-Eisen-Technologie usw.) zu veranschaulichen, können wir uns Wasser vorstellen, das in einem Rohr in Richtung eines Behälters fließt.
Die Leistung (kW) entspricht der Geschwindigkeit, mit der das Wasser im Rohr zirkuliert, Betreten oder Verlassen des Containers.
Energie (kWh) stellt die Wassermenge dar, die der Behälter aufnehmen kann.
Es ist wichtig, den Unterschied zwischen Leistung und Energie zu verstehen. Dies kann Ihre Wahl zwischen einer geeigneten Haushaltsbatterie und einer weniger effizienten Batterie beeinflussen.
Es gibt viele Solarbatterien, die jeweils ein spezifisches Gleichgewicht zwischen Leistungsabgabe und gespeicherter Energie bieten.
Die meisten Solarbatterien bieten eine maximale Dauerleistung von 4 oder 5 kW. Zum Beispiel meine Batterie Pylontech US5000 liefert maximal 5 kW. Wenn ich 10 kW Leistung möchte, benötige ich eine zweite Batterie.
Daher ist es wichtig, den Strom- und Energiebedarf Ihres Hauses zu kennen, bevor Sie sich für eine Batterie entscheiden.
Wenn Ihre Solarbatterie nur 3 kW liefert und Ihr Zuhause 5 kW benötigt, müssen Sie Strom aus dem Netz ergänzen. Ich habe zum Beispiel eine finnische Sauna zu Hause, die 7 kW verbraucht. Ich kann es nicht nur mit meinem einzelnen Pylontech US5000-Akku betreiben, da dieser nur 5 kW liefert. Also keine Sauna bei Stromausfall!
Haushaltsbatterie: Nickel-Eisen, Lithium, welche Technologie soll man wählen?
Vor 2015 bedeutete die Installation eines Energiespeichersystems oft ein autarkes Leben in einer abgelegenen Gegend.
Die damals übliche Technologie basierte auf Bleisäure. Diese Lösung erforderte einen großen Satz Batterien, die normalerweise in einem separaten Raum wie einem Unterstand untergebracht waren, und erforderte ständige Pflege, weit entfernt von der Idee einer „Einrichten und vergessen“-Lösung.
Doch mit dem Aufkommen der Lithiumtechnologien haben sie aus verschiedenen Gründen auf dem Markt für Energiespeicher für Privathaushalte an Dynamik gewonnen:
- Sie bieten bessere Kapazitäten (sowohl hinsichtlich der abgegebenen Leistung als auch der Entladetiefe).
- Sie sind praktisch wartungsfrei.
- Sie profitieren von erweiterten Garantien.
- Sie werden zu attraktiven Preisen angeboten.
- Sie sind kompakter und weniger sperrig.
- Daher ist derzeit ein großer Teil der Solarbatterien für Privathaushalte auf Lithium angewiesen.
Es gibt zwei Hauptvarianten dieser Technologie: Nickel-Mangan-Kobalt (NMC) und Lithiumeisenphosphat (LiFePO). Beispielsweise basieren TESLA Powerall- oder TESVOLT-Batterien auf der NMC-Technologie.
Trotz der deutlichen Vorteile von Lithium-Ionen-Batterien vom Typ LIFEPO4 oder NMC sind Nickel-Eisen- und Lithium-Titanat-Batterien hinsichtlich Haltbarkeit und Anzahl möglicher Zyklen überlegen:
Fügen Sie Ihrer Photovoltaikanlage eine Haushaltsbatterie hinzu: AC- oder DC-Kopplung?
Batterien hingegen laden und entladen mit Gleichstrom. Wie integriert man Heimbatterien in ein Solarsystem?
Es gibt hauptsächlich zwei Techniken:
DC-Kopplung: Bei dieser Methode wird ein einziger „Hybrid-Wechselrichter“ verwendet, um sowohl die Solarmodule als auch die Batterie zu steuern. Zu den Aufgaben dieses Wechselrichters gehören:
- Die Umwandlung von Gleichstrom aus dem Solarsystem in eine zum Laden von Batterien geeignete Gleichstromform.
- Umwandlung der Gleichstromausgänge der Batterie und der Solarmodule in den für das Haus benötigten 230-Volt-Wechselstrom.
- Umwandlung von 230 V Wechselstrom aus dem Netz in Gleichstrom, sodass die Batterie bei Bedarf direkt aus dem Netz geladen werden kann.
Derartige Hybrid-Wechselrichter sind in der Regel vollständig integriert (Solarmanagementfunktion über MPPT und Batteriemanagement). Ein Beispiel istt der Fronius GEN24 Hybrid-Wechselrichter:
AC-Kopplung:
In diesem Szenario ist ein Batteriewechselrichter (Typ Victron Multiplus) dafür verantwortlich, die Leistung der Solarmodule in die Leistung des Solarwechselrichters umzuwandeln, um die Batterien aufzuladen. Es gibt also einen zusätzlichen Schritt. Tagsüber erfolgt der Eigenverbrauch direkt am Ausgang des Solarwechselrichters, nur der Überschuss wird beispielsweise für die Nachtnutzung in die Batterien zurückgespeist.
Vor- und Nachteile jeder Architektur?
Vorteile der DC-Kopplung : Ein DC-gekoppeltes System hat weniger Zwischenschritte. Weniger Schritte = weniger Abfall = höhere Effizienz.
Nachteile der DC-Kopplung : Batterien sind oft für den Betrieb mit bestimmten Hybrid-Wechselrichtern ausgelegt. Daher ist ein zukünftiges innovatives Energiespeicherprodukt möglicherweise nicht mit dem Hybrid-Wechselrichter kompatibel, den Sie heute kaufen. Dies ist kein Problem, wenn Sie den Kauf eines Solar- und Batteriesystems auf einmal planen.
Vorteile der AC-Kopplung : Es ist unabhängig vom Solarwechselrichter. Sie können eine AC-gekoppelte Batterie zu jedem bestehenden Solarsystem hinzufügen.
Nachteile der AC-Kopplung : Bei der DC->AC->DC-Umwandlung gibt es mehr Schritte, was sie etwas weniger effizient macht. Eine weitere Einschränkung der AC-Kopplung betrifft die Regeln zur Systemgröße. Wenn Sie beispielsweise bereits 5 kW Solarmodule installiert haben, müssen Sie einen Batteriewechselrichter (z. B. Victron Multiplus) mit mindestens gleichwertiger Leistung installieren, um das Größenverhältnis 1:1 einzuhalten.