Napelemes állomások összehasonlítása: az autonómia (költséges) illúziója?
Tisztítsuk meg egy kicsit a napelemes állomásokat…
Olcsóbb a napelemes állomás kWP-nként?
Egyelőre 7x állomás ára jön ki 5473 € adóval, elem NÉLKÜL. Ez 5473 / 2.98 = kWp-nkénti költséget ad 1836 € kWp-nként, ami első pillantásra teljesen korrekt. De mennyiben hasonlítható ez egy „klasszikus” megoldáshoz, típusú készlet, beleértve a központi inverter egy jelentős márkától (Sungrow például), hasonló panelek és talajszerkezetek? Egy ilyen 3 kWp-s készlet teljesítményben és gyártási eredetben egyenértékű alkatrészekkel (DENIM bi-facial panelek, SUNGROW ázsiai inverter, földi beépítési szerkezet) 3770 eurós adót vagy kWP-nként 1250 eurós árat jelenít meg. A 48%-os különbséget nehéz megindokolni!
A villámlás veszélye, elhanyagolt tényező:
Ezért egyértelműen látszik, hogy a napelemes megoldás sokkal drágább, a rendszer végrehajtásának egyszerűsítésén kívüli indoklás nélkül. Ez az egyszerűség néha megtévesztőnek bizonyul, mert a szabványos napelem-készlet olyan védelmet tartalmaz, mint a villámhárító, különösen, amely villámcsapás esetén különbséget tehet a védett inverter és a felfújt inverter között. A napelemes állomásokon ez a fajta védelem nincs integrálva. Példa egy beépített túlfeszültség-levezetővel ellátott védődobozra (P1):
SZUNOLÓGIA - magyarázza a honlapján azonban azt túlfeszültség-védő jelenléte nem szükséges, tekintettel a csatlakozóaljzat és a panel (és a mikroinvertere) közötti kis távolságra. Nagyon praktikus, és megtakarítható a rendszerindítás. Ezenkívül a túlfeszültség-védő integrálása a „plug n play” csatlakozás koncepcióját is lehetetlenné tenné. A technikai érv a következő:
A felvetett érv a hurok indukciós jelenség („indukált hurok”) hiánya. Ez pontatlan és félrevezető. Először is, a kábel nem DC (egyenáram), hanem AC 230 V váltóáramú, mivel van mikroinverter a panel mögött, amely pontosan átalakítja a napelem egyenáramot váltóárammá, amelyet a konnektorba injektálnak. Ezenkívül egy indukált hurok az egyenáramú szoláris kábel áramköreiben fordul elő, nem egyetlen AC kábelen. (a napkollektorból kijövő). Ebben az esetben tehát A SUNOLOGY-val definíció szerint lehetetlen indukált hurkok! A túlfeszültség-levezetők alóli mentesség mellett felhozott érv tehát technikailag érvénytelen, sőt veszélyesen félrevezető a felhasználó számára. (főleg, ha figyelembe vesszük, hogy a mikroinvertergyártók, például a HOYMILES megtagadják a garanciális kivezetéseket az indukált túlfeszültség miatt!).
Végül, ha a fő elektromos elosztó panelen nincs túlfeszültség-védő, az összes hozzá csatlakoztatott eszköz (beleértve a napelemes állomást is) érzékeny lesz az indukált túlfeszültségre (= villámlás), függetlenül a (külső!) aljzat és a panel közötti végső távolságtól. Itt az AC típusú túlfeszültségvédőkről beszélünk, azaz olyan berendezéseket védenek, mint a mikroinverterek, számítógépek stb. A francia fotovoltaikus UTE szabvány az AC oldalon túlfeszültség-levezetők használatát javasolja, ha a villámsűrűség > 2.5!
Túl magas kWh-nkénti ár akkumulátormodulonként:
Felhívjuk figyelmét, hogy ezek a napelemes állomások mindegyike elhelyezhet egy lítium akkumulátort a hátulján, de ezeket külön kell megrendelni. Az akkumulátor csomag 0.7 kWh 580 eurónál van feltüntetve, ami bruttó kWh-t tesz ki (a 90%-os DOD levonása nélkül) 580 / 0.7 = 828 €/kWh. Ez az ár már nagyon magas, összehasonlítva a jelenlegi piacon lévő bármely típusú lítium akkumulátorral (Pylontech, DEYE). Legyen óvatos, azonban a védelem érdekében a rendszer rendelkezik DC/AC átalakítóval, ami más akkumulátoroknál nem így van, ezért a költségek általános áttekintése érdekében szükség lesz rá.
Bruttó kWh-val számolva az akkumulátor sokkal drágább, mint egy DEYE lítium akkumulátor, és egyenértékű egy TESVOLT akkumulátorral, amelynek élettartama 2-szer vagy akár 3-szor hosszabb lesz. Legyen óvatos, itt összehasonlítjuk az egyes akkumulátortípusok BRUTTÓ kWh-árait, tudva, hogy a SUNOLOGY MAX AC/DC konverterrel rendelkezik, és nem a többivel (ezek csupasz akkumulátorok, amelyekhez inverter-töltőt kell hozzáadni), a későbbiekben megvizsgáljuk az egyes rendszerek inverter-töltőjének összköltségét.
Végeredményben tehát a rendszer összköltsége SUNOLOGY PLAYMAX 3 kWp 5 kWh tárhellyel, azaz 7x párhuzamosan kapcsolt állomáse, a következőképpen oszlik meg:
– 7x SUNOLOGY MAX állomás, 2.98 kWp csúcsteljesítménnyel. Minden állomás egy HOYMILES márkájú mikroinvertert tartalmaz,"Nyitott teljesítmény (350 vagy 400 VA?)
– 7x PLAYMAX akkumulátor, egyedi kapacitással 0.7 kWh, vagyis összesen 4.97 kWh.
Összesítés 9600 € TTC. Ezt a konfigurációt fogjuk összehasonlítás alapjául használni a szemközti tanulmányban, és ezt állítjuk szembe egy SUCONNECT 3000 akkumulátorokkal ellátott, autonóm napelemes rendszerrel, amely a következő elemekből áll:
- Egy előre bekötött SUCONNECT 3000 kártya, Victron Multiplus-II 48V/3000VA inverteres töltővel és RS 450/100 napelemes töltőjével
- Pylontech US5000 akkumulátor (vagy azzal egyenértékű)
- 7x DENIM bi-üveg napelemek, 3 KWp összteljesítménnyel + padlóra szerelhető tartók.
Összesen kb 9400 € adóval.
Egy akkumulátor minden bizonnyal, de korlátozott és alulhasznált!
A beépített akkumulátorral rendelkező PLAYMAX szolárállomások műszaki jellemzőit közelebbről megvizsgálva megállapíthatjuk, hogy az utóbbiak alacsonyabb teljesítményt mutatnak, mint a kWh-ban kifejezett fedélzeti kapacitás. Valóban, 7x PLAYMAX állomással, amelyek közel 5 kWh akkumulátort gyűjtenek, küzdünk, hogy több mint 840 W maximális kisütési teljesítményt és csak 945 W maximális újratöltést találjunk az összes panelen. Ez kevés, és közel 6-os alulkihasználtsági tényezőnek felel meg (sőt, a 4900x Hoymiles mikroinverterekből potenciálisan 7 VA-unk van, és az akkumulátorok nem képesek 940 VA-nál nagyobb, vagy 5.44-szer kisebb teljesítmény kezelésére.
Mivel magyarázható az ilyen alacsony szintű teljesítmény? Ismét a tervezés az oka:
- A panelek mögötti alkatrészek miniatürizálása: egy DC/AC & DC/DC szabályozó (amely képes az akkumulátort a napelemről tölteni) és egy átalakító, amely az akkumulátorból származó egyenáramot 230 V-ra alakítja az otthon felé, integrálni kell a kompakt megoldást. , a disszipatív komponensek kevesebb hőt tartalmaznak, ezért alacsonyabb az elektromos átalakítási potenciáljuk. Ezenkívül a szolárállomás IP65-ös kialakítása megköveteli, hogy az alkatrészek passzív (ventilátor nélküli) hűtéssel rendelkezzenek. Ezért ilyen kis formátumban lehetetlen 400 VA DC/AC konverzió!
- Az akkumulátor élettartamának fenntartása: Minél gyorsabban lemerül egy akkumulátor, annál nagyobb hatással lesz az élettartama (megnövekedett belső ellenállás = felgyorsult leromlás). A kisülési áram korlátozása egy tipp a paraméter optimalizálásához és a romlás korlátozásához. Az akkumulátor kisütési teljesítményének ily módon történő korlátozásával 0.27 C maximális kisütési sebességet kapunk. Más szóval, a számítás a következő:
135 W (maximális töltési teljesítmény a SUNOLOGY paneltől az akkumulátorig) / 37 V (névleges akkumulátorfeszültség) = 3.64 A. Hogyan lehet megkapni a kisülési sebesség arányát? A 3.64A-t elosztjuk a névleges kapacitással, vagyis 19.2 Ah-val. Így 3.64/19.2 = körülbelül 0.19 C kapunk.
Más lítium akkumulátorokhoz képest a kisülési sebesség ezért sokkal kisebb. Valóban, Pylontech akkumulátorokon 0.5C-os folyamatos kisütési kapacitásunk van (tehát 100Ah-s akkumulátoron 50A-t 48V-on, illetve 2500W körül tölthetünk fel a panelekről), vagy akár 1C-ot is több percig. Az előny? Gyorsabb újratöltés és a napenergia hatékonyabb mobilizálása, mindez az élettartam befolyásolása nélkül, mivel az akkumulátorokat nem úgy tervezték, hogy extrém hőmérsékleteknek legyenek kitéve.
Összefoglalva, a PLAYMAX akkumulátornak a következő hátrányai vannak:
- A töltési teljesítmény korlátozása a napelemekről az akkumulátorra, 0.19 C-on, a szabványos lítium akkumulátorok 1C-hez képest.
- Az akkumulátorok maximális kisütési teljesítménye a fogyasztók számára nagyon korlátozott, 945 W-on, szemben a SUCONNECT rendszer 3000 W-tal (minden PLAYMAX modul csak 135 W-ot képes leadni egy 0.7 kWh-s akkumulátorhoz).
- Nincs túlterhelési képesség (csúcskisülés), ellentétben a SUCONNECT megoldással.
- Nincs natív lehetőség az áramellátásra közvetlenül az AC fogyasztók akkumulátoráról, hacsak nem vásárolnak külső átalakítót. Ebben az esetben a maximális teljesítmény 1470 W lesz, szemben a 3000 W-tal.
Az akkumulátor rímel az autonómiára? Nem olyan biztos...
Ezenkívül a SUNOLOGY állomások nem működnek az EDF hiányában. Más szóval, áramszünet esetén a rendszer:
- Napközben már nem termel napenergiát, ezért az akkumulátorok többé nem töltődnek fel.
- A továbbiakban nem táplálja azokat a terheléseket, amelyekhez csatlakoztatva van, 16 vagy 32A-es aljzatán keresztül a ház felé. Nincs „biztonsági mentés” funkció.
- Csak „hordozható” nyomásfokozó állomásként lesz használható, egy ad hoc konverteren keresztül, amely hozzáadja a rendszer amúgy is magas összegét (139 euró). Minden akkumulátorhoz szüksége lesz a váltóáramú konverterére, azaz 7x 129 € = 1000 €! Nyilvánvalóan elképzelhetetlen, különösen a praktikus használat szempontjából (minden akkumulátor = minden konverter = nem kumulatív teljesítmény!).
Ez nyilvánvalóan komoly hátrány, hiszen értelemszerűen minden jó napelemes rendszernek a névhez méltó akkumulátorral kell működnie „autark” üzemmódban, vagyis az EDF hálózat hiányában. Mi értelme ilyen áron kifizetni az akkumulátorokat, hogy ne lehessen használni az esetleges EDF leállások idején? Ezt sehol nem említik a SUNOLOGY jellemzőinél, meg kell kérdezni egy technikust, hogy megkapja a szerencsétlen választ, amely technikailag még mindig gyengén érvelt. A napelemes állomás EDF nélküli működésének hiányát a „hálózati biztonság” magyarázza. Ez hamis, mert az önellátó napelemes rendszerek, mint például a SUCONNECT rendszerek, automatikusan lekapcsolódnak az EDF hálózatáról, hogy képesek legyenek újra létrehozni egy „mini-hálózatot”, és helyreállítani az otthoni áramellátást. A valóság az, hogy a SUNOLOGY állomásokba beágyazott elektronikát nem arra tervezték, hogy energia-önellátó módon működjön, amint ezt a napelemes állomások összehasonlításán keresztül látni fogjuk:
Ez egy napelem mögötti akkumulátor története... és Arrhenius törvénye
1889-ben egy svéd tudós és kémikus megfogalmazott egy egyenletet, amelyet a mai napig használunk az akkumulátorok lebomlásának vagy a hőmérséklettől függő kémiai folyamatok modellezésére.
Arrhenius törvénye jelentős hatással van a lítium-ion akkumulátor leromlására, a hőmérséklet függvényében. E törvény szerint a kémiai reakciók sebessége nő exponenciálisan a hőmérséklet emelkedésével. Különösen a lítium akkumulátorok esetében a magas hőmérséklet felgyorsítja a nem kívánt kémiai reakciókat a cellán belül, mint például az elektrolitikus bomlást és a fémlerakódások növekedését. Ez az akkumulátor belső ellenállásának növekedéséhez, az energiatároló kapacitás csökkenéséhez vezet, és az akkumulátor hasznos élettartamának csökkenése legjobb esetben, legrosszabb esetben pedig hőbaleset (belső rövidzárlat, dendritek képződése stb.).
Ha tudjuk, hogy az akkumulátor közvetlenül a napelem mögött található, felmerül a kérdés. Magasak a hőmérsékletek? Szemben egy grafikon tipikus hőmérséklet-ingadozás a napelem mögött.
Ha tudjuk, hogy az akkumulátorok közvetlenül a napelem modul mögött helyezkednek el, kevés szigeteléssel, könnyen elképzelhetjük, hogy különösen a nyári időszakban a hőmérséklet jóval meghaladja a 30-35°C-ot. Ez abszolút kritikus az ott található lítiumsejtek élettartama szempontjából, a legújabb tanulmányok bebizonyították, hogy a A lítium akkumulátorok hőmérsékletének 60°C közeli szintre emelése háromszorosára gyorsította a leromlásukat.
A napelemes állomások magas színvonalú összeszerelési folyamatát látva azonban nehéz elképzelni, hogy a műszaki platform alatt elhelyezett egyszerű hőterelő, amely az alkatrészeket befogadja, lehetővé teszi az optimális hőamplitúdó fenntartását, ami garantálja a működést. 2500 ciklus vagy 10 év hiba nélkül.
Ezen túlmenően egy másik technikai következetlenséget is fel kell jegyeznünk. Az akkumulátor adatlapja azt írja, hogy IP65 (trópusi), ami logikus és a kültéri működéshez feltétlenül elengedhetetlen, de A SUNOLOGY is idézi un "konvekciós" hűtés (ami nem lehetséges, ha a rekesz vízálló / IP65)
A technikai valóság egyszerű. Az akkumulátornak IP65-ösnek kell lennie, napelem mögé helyezhető, és élettartama során ellenáll a páratartalom, rossz időjárás stb. okozta korróziónak. A ventilátor nélküli „természetes konvekció” melletti érv tehát egyszerűen annyi mondjuk, hogy lehűtjük vagy melegítjük... az elemektől és az évszakoktól függően.
De ez olyan komoly, doktor úr? Hiszen az akkumulátort 2500 ciklusra adják, vagyis 10 év jó és hűséges szolgálatra! Valóban nehéz pontosan modellezni a lítium akkumulátor élettartamára gyakorolt hatását (már ismerni kellene a szolárállomásban alkalmazott kémiát, amit a gyártó nem ír elő, LFP, NMC, LCO?), azonban két tendencia látszik egyértelműen:
- Az akkumulátor sokkal gyorsabban leromlik egy ilyen típusú kivitelben, mint zárt műszaki helyiségben, állandóbb hőmérsékleten.
- A termikus hibák kockázata megnő kültéri használat miatt, és ez közvetlenül korrelál az akkumulátor hőamplitúdóival (például: nyáron hőhullámok, télen negatív hőmérsékletek).
- Az akkumulátor 0 fok közelében valószínűleg lemerül, amit a szolárállomás műszaki adatlapja nem tartalmaz. Más szóval, -5°C-on az akkumulátor nem tud újratöltődni a napelemekről, hogy megőrizze leromlását (sőt, ha negatív hőmérsékleten tölti a lítium-ion akkumulátort, az károsíthatja azt).
A napelemes állomás összehasonlításának következtetése?
Figyelmen kívül hagyva a (nagyon) okos marketing furnérozást, a reklámhullámot és a napelem-koncepció vonzó megjelenését, amely a megvalósítás egyszerűségéhez köthető (a nyilvánvaló biztonsági hiányosságok ellenére), egy kissé mélyreható technikai elemzés feltárja a technikai hiányosságok és az átláthatatlan jellemzők elkerülését. . A technika szabályai szerint gyártott, autonóm napelemes megoldáshoz képest magas ára miatt nehéz átlátni az ilyen típusú termékek valódi hozzáadott értékét, eltekintve a viszonylagos könnyű kivitelezéstől (ami egyben forrása is lehet megszorítás, emlékezni kell rá). Hiányzik a műszaki méretezhetőség (nincs lehetőség biztonsági mentésre), megkérdőjelezhető komponensek tartóssága (különösen az akkumulátor élettartama), és túlságosan hiányos az akkumulátor töltési/kisütési képességei olyan termékké tegye, amely túl drága a belső műszaki értékéhez képest.
Véleményünk szerint az egyetlen igazi előny ennek a napelemes állomás-összehasonlításnak a végén a megvalósítás esztétikai és gyakorlati vonatkozásaiban rejlik….
