Vergleich von Solarstationen: eine (kostspielige) Illusion von Autonomie?
Lassen Sie uns Solarstationen ein wenig entmystifizieren …
Ist die Solarstation pro kWP günstiger?
Im Moment belaufen sich die Kosten für 7x Stationen auf 5473 € inkl. MwSt., OHNE Batterien. Daraus ergeben sich Kosten pro kWp von 5473 / 2.98 = 1836 € pro kWp, was auf den ersten Blick völlig richtig ist. Inwieweit ist dies jedoch mit einer „klassischen“ Lösung vergleichbar? Typensatz inklusive a Zentralwechselrichter einer großen Marke (Sungrow zum Beispiel), ähnliche Paneele und Bodenstrukturen? Solch ein 3-kWp-Bausatz mit Komponenten gleicher Leistung und Herstellungsherkunft (bifaziale DENIM-Module, asiatischer SUNGROW-Wechselrichter, Bodeninstallationsstruktur) zeigt einen Preis inklusive Steuer von 3770 € an, bzw. 1250 € pro kWP. Ein Unterschied von 48 % ist schwer zu rechtfertigen!
Die Blitzgefahr, ein vernachlässigter Faktor:
Es zeigt sich also deutlich, dass die Solarstationslösung deutlich teurer ist, ohne andere Rechtfertigung als eine Vereinfachung der Umsetzung des Systems. Diese Einfachheit erweist sich manchmal als trügerisch, denn in einem Standard-Solarbausatz sind Schutzmaßnahmen wie insbesondere Blitzableiter enthalten. Dies kann im Falle eines Blitzschlags den Unterschied zwischen einem geschützten Wechselrichter und einem durchgebrannten Wechselrichter ausmachen. Bei Solarstationen ist diese Schutzart nicht integriert. Beispielbild einer Schutzbox mit integriertem Überspannungsableiter (P1):
SUNOLOGIE erklärt auf seiner Website aber das das Vorhandensein eines Überspannungsschutzes ist nicht erforderlich, Angesichts des kurzen Abstands zwischen der Anschlussdose und dem Panel (und seinem Mikrowechselrichter). Sehr praktisch und obendrein eine Ersparnis. Darüber hinaus würde die Integration eines Überspannungsschutzes das Konzept einer „Plug & Play“-Verbindung unmöglich machen. Das technische Argument lautet wie folgt:
Als Argument wird das Fehlen eines Schleifeninduktionsphänomens („induzierte Schleife“) angeführt. Das ist ungenau und irreführend. Erstens handelt es sich bei dem Kabel nicht um Gleichstrom (Gleichstrom), sondern um 230-V-Wechselstrom, da ein Mikro-Wechselrichter vorhanden ist hinter dem Panel, das den Gleichstrom vom Solarpanel präzise in Wechselstrom umwandelt, der in die Steckdose eingespeist wird. Darüber hinaus tritt eine Induktionsschleife in Gleichstrom-Solarkabelkreisen auf, nicht in einem einzelnen Wechselstromkabel. (derjenige, der aus der Solarstation kommt). In diesem Fall also Mit SUNOLOGY ist es per Definition unmöglich, induzierte Schleifen zu haben! Das für die Befreiung von Überspannungsableitern vorgebrachte Argument ist daher technisch ungültig und für den Anwender sogar gefährlich irreführend. (insbesondere, wenn wir berücksichtigen, dass Hersteller von Mikrowechselrichtern wie HOYMILES Garantiestellen für induzierte Überspannungen ablehnen!).
Wenn in Ihrem Hauptstromverteiler kein Überspannungsschutz vorhanden ist, müssen schließlich alle daran angeschlossenen Geräte (einschließlich Ihrer Solaranlage) unabhängig vom endgültigen Abstand zwischen der (externen!) Steckdose und dem Panel anfällig für induzierte Überspannungen (= Blitzschlag). Wir sprechen hier von Überspannungsschutzgeräten vom Typ Wechselstrom, die Geräte wie Mikrowechselrichter, Computer usw. schützen können. Die französische Photovoltaik-UTE-Norm empfiehlt den Einsatz von Überspannungsableitern auf der Wechselstromseite, wenn die Blitzdichte > 2.5 ist!
Zu hoher Preis pro kWh pro Batteriemodul:
Bitte beachten Sie, dass jede dieser Solarstationen auf der Rückseite eine Lithium-Batterie aufnehmen kann, diese jedoch einzeln bestellt werden muss. Der Akku 0.7 kWh werden mit 580 € angezeigt, was uns bei Brutto-kWh (ohne Abzug eines DOD von 90 %) zu 580 / 0.7 = macht 828 € pro kWh. Dieser Preis ist im Vergleich zu allen derzeit auf dem Markt erhältlichen Lithiumbatterietypen (Pylontech, DEYE) bereits sehr hoch. Seien Sie jedoch zu Ihrer Verteidigung vorsichtig, das System verfügt über einen DC/AC-Wandler, was bei anderen Batterien nicht der Fall ist. Daher muss dieser hinzugefügt werden, um einen Gesamtüberblick über die Kosten zu erhalten.
Auf BruttokWh gerechnet ist die Batterie viel teurer als eine DEYE-Lithiumbatterie und entspricht einer TESVOLT-Batterie, die eine zwei- oder sogar dreimal längere Lebensdauer hat. Seien Sie jedoch vorsichtig, hier vergleichen wir den Bruttopreis pro kWh für jeden Batterietyp, da wir wissen, dass der SUNOLOGY MAX Wenn das System über den AC/DC-Wandler verfügt und nicht über die anderen (das sind bloße Batterien, zu denen ein Wechselrichter-Ladegerät hinzugefügt werden muss), werden wir anschließend die Gesamtkosten mit dem Wechselrichter-Ladegerät für jedes System untersuchen.
Am Ende also die Gesamtkosten für ein System SUNOLOGY PLAYMAX 3 kWp mit 5 kWh Speicher, d.h. 7x parallel geschaltete Stationene, setzt sich wie folgt zusammen:
– 7x SUNOLOGY MAX Stationen, mit einer Spitzenleistung von 2.98 kWp. Jede Station ist mit einem Mikrowechselrichter der Marke HOYMILES ausgestattet.'unbekannte Leistung (350 oder 400VA?)
– 7x PLAYMAX-Akkus mit einer Einzelkapazität von 0.7 kWh, also insgesamt 4.97 kWh.
Insgesamt 9600 € TTC. Es ist diese Konfiguration, die wir in der nebenstehenden Studie als Vergleichsbasis verwenden und die wir einem autonomen Solarsystem mit SUNCONNECT 3000-Batterien gegenüberstellen, das aus folgenden Elementen besteht:
- Eine vorverdrahtete SUNCONNECT 3000-Karte, mit einem Victron Multiplus-II 48V/3000VA Wechselrichter-Ladegerät und seinem RS 450/100 Solarladegerät
- Eine Pylontech US5000-Batterie (oder gleichwertig)
- 7x DENIM-Biglas-Solarmodule, mit einer Gesamtleistung von 3 KWp + Bodenbefestigungsstützen.
Insgesamt ca 9400 € inkl. MwSt.
Sicherlich eine Batterie, aber eingeschränkt und unzureichend genutzt!
Bei näherer Betrachtung der technischen Eigenschaften der PLAYMAX-Solarstationen mit integrierten Batterien stellen wir fest, dass letztere im Vergleich zur Bordkapazität in kWh eine geringere Leistung aufweisen. In der Tat, mit 7x PLAYMAX-Stationen, die fast 5 kWh Batterie akkumulieren, Es fällt uns schwer, bei allen Panels eine maximale Entladeleistung von mehr als 840 W und eine maximale Wiederaufladeleistung von nur 945 W zu finden. Das ist wenig, und entspricht einem Unternutzungsfaktor von knapp 6 (Tatsächlich haben wir potenziell 4900 VA von den 7x Hoymiles-Mikrowechselrichtern, und die Batterien sind nicht in der Lage, mehr als 940 VA oder 5.44x weniger zu verarbeiten.
Wie lässt sich ein so niedriges Leistungsniveau erklären? Auch hier ist das Design die Ursache:
- Die Miniaturisierung der Komponenten hinter den Panels: Um einen DC/AC- und DC/DC-Regler (der die Batterie über die Solarquelle aufladen kann) und einen Konverter integrieren zu können, der den Gleichstrom von der Batterie in 230 V für das Haus umwandelt, muss man sich für Compact entscheiden Dissipative Komponenten erzeugen weniger Wärme und haben daher ein geringeres elektrisches Umwandlungspotential. Darüber hinaus erfordert das IP65-Design der Solarstation eine passive (lüfterlose) Kühlung der Komponenten. Es ist daher unmöglich, 400 VA DC/AC-Wandlung in einem so kleinen Format zu haben!
- Erhaltung der Batterielebensdauer: Je schneller eine Batterie entladen wird, desto stärker wird ihre Lebensdauer beeinträchtigt (erhöhter Innenwiderstand = beschleunigte Degradation). Die Begrenzung des Entladestroms ist ein Tipp zur Optimierung dieses Parameters und zur Begrenzung der Verschlechterung. Indem wir die Entladeleistung der Batterie auf diese Weise begrenzen, erreichen wir eine maximale Entladerate von 0.27 °C. Mit anderen Worten lautet die Berechnung wie folgt:
135 W (maximale Ladeleistung vom SUNOLOGY-Panel zur Batterie) / 37 V (nominale Batteriespannung) = 3.64 A. Wie erhalte ich das Entladungsgeschwindigkeitsverhältnis? Wir dividieren 3.64 A durch die Nennkapazität, also 19.2 Ah. Wir erhalten daher 3.64/19.2 = ungefähr 0.19 °C.
Im Vergleich zu anderen Lithiumbatterien die Entladungsrate ist daher deutlich geringer. Tatsächlich haben wir bei Pylontech-Batterien eine kontinuierliche Entladekapazität von 0.5 °C (also können wir bei einer 100-Ah-Batterie 50 A bei 48 V oder etwa 2500 W über die Panels aufladen), oder sogar 1 °C für mehrere Minuten. Der Vorteil? Schnelleres Aufladen und effizientere Mobilisierung der Sonnenenergie, alles ohne Auswirkungen auf die Lebensdauer, da die Batterien nicht dafür ausgelegt sind, extremen Temperaturen ausgesetzt zu werden.
Zusammenfassend hat der PLAYMAX-Akku folgende Nachteile:
- Begrenzung der Ladeleistung von den Solarmodulen zur Batterie auf 0.19 °C, im Vergleich zu 1C für Standard-Lithiumbatterien.
- Maximale Entladeleistung von den Batterien zu den Verbrauchern sehr begrenzt, bei 945 W im Vergleich zu 3000 W für ein SUNCONNECT-System (jedes PLAYMAX-Modul kann nur 135 W für eine 0.7-kWh-Batterie liefern).
- Keine Überlastfähigkeit (Spitzenentladung), im Gegensatz zu einer SUNCONNECT-Lösung.
- Keine native Möglichkeit der Stromversorgung direkt aus der Batterie von AC-Verbrauchern, es sei denn, es wird ein externer Konverter gekauft. In diesem Fall beträgt die maximale Leistung 1470 W im Vergleich zu 3000 W.
Batterie reimt sich auf Autonomie? Nicht so sicher ...
Darüber hinaus sind SUNOLOGY-Stationen ohne EDF nicht in Betrieb. Mit anderen Worten: Im Falle eines Stromausfalls führt das System Folgendes aus:
- Produziert tagsüber keine Solarenergie mehr, Die Batterien werden daher nicht mehr aufgeladen.
- Versorgt die Lasten, an die es angeschlossen ist, nicht mehr mit Strom, über seine 16- oder 32-A-Steckdose in Richtung Haus. Keine „Backup“-Funktion.
- Nur als „tragbare“ Druckerhöhungsstation verwendbar, über einen Ad-hoc-Konverter, um den bereits hohen Betrag des Systems (139 €) aufzustocken. Für jede Batterie benötigen Sie einen Wechselstromwandler, also 7x 129 € = 1000 €! Offensichtlich undenkbar, insbesondere im Hinblick auf die praktische Anwendbarkeit (jede Batterie = jeder Konverter = nicht kumulierte Leistung!).
Dies ist offensichtlich ein großer Nachteil, da per Definition jede gute Solaranlage mit einer Batterie, die diesen Namen verdient, in der Lage sein sollte, im „autarken“ Modus zu arbeiten, also ohne das EDF-Netzwerk. Welchen Sinn hat es, Batterien zu einem solchen Preis zu bezahlen, um sie bei möglichen EDF-Ausfällen nicht nutzen zu können? Dies wird in den SUNOLOGY-Eigenschaften nirgendwo erwähnt, Sie müssen einen Techniker fragen, um die unglückliche Antwort zu erhalten, die technisch immer noch schlecht begründet ist. Der fehlende Betrieb der Solarstation ohne EDF wird mit der „Netzwerksicherheit“ erklärt. Das ist falsch, denn autarke Solarsysteme wie SUNCONNECT-Systeme koppeln sich automatisch vom EDF-Netzwerk ab, um ein „Mini-Grid“ wiederherzustellen und die Stromversorgung des Hauses wiederherzustellen. Die Realität ist, dass die in SUNOLOGY-Stationen integrierte Elektronik nicht unbedingt darauf ausgelegt ist, energieautark zu arbeiten, wie wir anhand dieses Solarstation-Vergleichs sehen werden:
Dies ist die Geschichte einer Batterie hinter einem Solarpanel ... und das Gesetz von Arrhenius
Im Jahr 1889 formulierte ein schwedischer Wissenschaftler und Chemiker eine Gleichung, die wir bis heute verwenden, um die temperaturabhängige Verschlechterung von Batterien oder chemischen Prozessen zu modellieren.
Das Gesetz von Arrhenius hat einen erheblichen Einfluss auf die temperaturabhängige Verschlechterung einer Lithium-Ionen-Batterie. Nach diesem Gesetz nimmt die Geschwindigkeit chemischer Reaktionen zu exponentiell mit steigender Temperatur. Insbesondere bei Lithiumbatterien beschleunigen hohe Temperaturen unerwünschte chemische Reaktionen im Inneren der Zelle, wie zum Beispiel elektrolytische Zersetzung und die Bildung von Metallablagerungen. Dies führt zu einer Erhöhung des Innenwiderstands der Batterie, einer Verringerung der Energiespeicherkapazität, und im besten Fall zu einer Verkürzung der Nutzungsdauer der Batterie und im schlimmsten Fall zu einem thermischen Unfall (interner Kurzschluss, Dendritenbildung usw.).
Wenn wir wissen, dass sich die Batterie direkt hinter dem Solarpanel befindet, stellt sich eine Frage. Sind die Temperaturen hoch? Gegenüber ein Diagramm, das darstellt die typische Temperaturschwankung hinter einem Solarpanel.
Wenn wir wissen, dass sich die Batterien direkt hinter dem Solarmodul befinden und kaum isoliert sind, können wir uns gut vorstellen, dass gerade im Sommer Die Temperaturen liegen weit über 30-35°C. Dies ist absolut entscheidend für die Lebensdauer der dort gefundenen Lithiumzellen, aktuelle Studien haben bewiesen, dass a Eine Erhöhung der Temperatur von Lithiumbatterien auf Werte nahe 60 °C beschleunigte deren Verschlechterung um den Faktor 3.
Angesichts des qualitativ hochwertigen Montageprozesses der Solarstationen ist es dennoch schwer vorstellbar, dass ein einfacher thermischer Deflektor unter der technischen Plattform, die die Komponenten aufnimmt, es ermöglicht, eine optimale thermische Amplitude aufrechtzuerhalten, um den Betrieb zu gewährleisten 2500 Zyklen oder 10 Jahre ohne Ausfall.
Darüber hinaus stellen wir eine weitere technische Inkonsistenz fest. Im Batteriedatenblatt steht, dass es sich um IP65 (tropisch) handelt., was logisch und für den Outdoor-Einsatz unbedingt erforderlich ist, aber SUNOLOGY zitiert auch un Kühlung „durch Konvektion“ (was unmöglich ist, wenn das Fach wasserdicht / IP65 ist)
Die technische Realität ist einfach. Die Batterie muss IP65 sein, Damit es hinter einem Solarpanel platziert werden kann und während seiner Lebensdauer Korrosion durch Feuchtigkeit, schlechtes Wetter usw. widersteht. Das Argument für „natürliche Konvektion“ ohne Ventilator läuft daher einfach auf sagen wir, dass es gekühlt oder erwärmt wird... abhängig von den Elementen und den Jahreszeiten.
Aber ist es so ernst, Doktor? Schließlich ist die Batterie für 2500 Zyklen oder 10 Jahre guten und treuen Dienst gegeben! Es ist in der Tat schwierig, die Auswirkungen auf die Lebensdauer einer Lithiumbatterie genau zu modellieren (man müsste bereits die in der Solarstation verwendete Chemie kennen, die vom Hersteller nicht spezifiziert ist, LFP, NMC, LCO?), jedoch Zwei Trends zeichnen sich deutlich ab:
- Bei einem solchen Design wird die Batterie deutlich schneller entladen, als in einem geschlossenen Technikraum, bei konstanterer Temperatur.
- Die Risiken thermischer Ausfälle werden erhöht Dies ist auf die Verwendung unter Außenbedingungen zurückzuführen, und dies steht in direktem Zusammenhang mit den thermischen Amplituden, denen die Batterie ausgesetzt ist (Beispiel: Hitzewellen im Sommer, Minustemperaturen im Winter).
- Bei Temperaturen um den Gefrierpunkt wird es wahrscheinlich zu einem Leistungsverlust der Batterie kommen, was in den technischen Datenblättern der Solarstation nicht angegeben ist. Mit anderen Worten: Bei -5 °C kann sich die Batterie nicht über die Solarmodule aufladen, um ihre Verschlechterung zu verhindern (tatsächlich kann das Laden einer Lithium-Ionen-Batterie bei Minustemperaturen zu Schäden führen).
Fazit des Solarstation-Vergleichs?
Abgesehen von der (sehr) cleveren Marketing-Atmosphäre, der Werbewelle und dem attraktiven Erscheinungsbild des Solarstationskonzepts, verbunden mit seiner einfachen Umsetzung (trotz offensichtlicher Sicherheitslücken), zeigt eine etwas tiefergehende technische Analyse, dass technische Lücken und undurchsichtige Merkmale vermieden werden . Aufgrund seines hohen Preises im Vergleich zu einer autonomen Solarlösung, die nach den Regeln der Technik hergestellt wird, wird es schwierig, den tatsächlichen Mehrwert dieses Produkttyps zu erkennen, abgesehen von seiner relativ einfachen Implementierung (die auch eine Quelle von sein kann). Einschränkung, es sollte beachtet werden). Seine mangelnde technische Skalierbarkeit (kein Backup möglich), die zweifelhafte Haltbarkeit der Komponenten (insbesondere die Lebensdauer der Batterie) und die viel zu unvollständigen Lade-/Entladekapazitäten der Batterien es zu einem Produkt machen, das im Vergleich zu seinem eigentlichen technischen Wert zu teuer ist.
Der einzige wirkliche Vorteil liegt unserer Meinung nach am Ende dieses Solarstation-Vergleichs im ästhetischen und praktischen Aspekt bei der Umsetzung….
