Vergelijking van zonnestations: een (kostbare) illusie van autonomie?
Laten we zonnestations een beetje demystificeren….
Is het zonnestation goedkoper per kWP?
Voorlopig komen de kosten van 7x stations op € 5473 inclusief BTW, ZONDER batterijen. Dit levert ons een kostprijs per kWp op van 5473/2.98= 1836 € per kWp, wat op het eerste gezicht helemaal klopt. Maar in hoeverre is dit vergelijkbaar met een “klassieke” oplossing, typekit inclusief een gecentraliseerde omvormer van een groot merk (Sungrow bijvoorbeeld), soortgelijke panelen en grondconstructies? Zo'n 3 kWp-kit met componenten die gelijkwaardig zijn qua prestaties en productieoorsprong (DENIM bi-faciale panelen, SUNGROW Aziatische omvormer, grondinstallatiestructuur) geeft een prijs inclusief BTW weer van €3770, oftewel €1250 per kWP. Een verschil van 48% moeilijk te rechtvaardigen!
Het risico van bliksem, een verwaarloosde factor:
Het blijkt dus duidelijk dat de zonnestationoplossing veel duurder is, zonder andere rechtvaardiging dan een vereenvoudiging van de implementatie van het systeem. Deze eenvoud blijkt soms bedrieglijk te zijn, omdat een standaard zonnekit bescherming biedt, zoals met name bliksemafleiders, die bij bliksem het verschil kunnen maken tussen een beschermde omvormer en een doorgebrande omvormer. Op zonnestations is dit type bescherming niet geïntegreerd. Voorbeeld hiernaast van een beveiligingsbox met geïntegreerde overspanningsafleider (P1):
SUNOLOGIE legt uit op zijn site hoe dan ook de aanwezigheid van een overspanningsbeveiliging is niet nodig, gezien de korte afstand tussen de aansluitdoos en het paneel (en de micro-omvormer). Zeer praktisch en bovendien een besparing. Bovendien zou de integratie van een overspanningsbeveiliging het concept van een “plug-and-play”-verbinding onmogelijk maken. Het technische argument is als volgt:
Het aangevoerde argument is de afwezigheid van het fenomeen lusinductie (“geïnduceerde lus”). Dit is onjuist en misleidend. Ten eerste is de kabel geen DC (gelijkstroom), maar AC 230V wisselstroom, omdat er een micro-omvormer is achter het paneel dat de gelijkstroom van het zonnepaneel nauwkeurig omzet in wisselstroom, die in het stopcontact wordt geïnjecteerd. Bovendien treedt er een geïnduceerde lus op op DC-zonnekabelcircuits, niet op een enkele AC-kabel. (degene die uit het zonnestation komt). In dit geval dus met SUNOLOGY is het per definitie onmogelijk om geïnduceerde lussen te hebben! Het argument dat wordt aangevoerd voor de vrijstelling van overspanningsafleiders is daarom technisch ongeldig en zelfs gevaarlijk misleidend voor de gebruiker. (vooral als we er rekening mee houden dat fabrikanten van micro-omvormers zoals HOYMILES garantie-uitgangen weigeren voor geïnduceerde overspanningen!).
Ten slotte: bij gebrek aan een overspanningsbeveiliging in uw elektrische hoofdverdeelpaneel, moeten alle apparaten die erop zijn aangesloten (inclusief uw zonnestation) zal kwetsbaar zijn voor geïnduceerde overspanningen (= bliksem), ongeacht de uiteindelijke afstand tussen het (externe!) stopcontact en het paneel. We hebben het hier over AC-overspanningsbeveiligers, d.w.z. die apparatuur zoals micro-omvormers, computers, enz. kunnen beschermen. De Franse fotovoltaïsche UTE-norm beveelt het gebruik van overspanningsafleiders aan de AC-zijde aan, wanneer de bliksemdichtheid > 2.5 is!
Een te hoge prijs per kWh per batterijmodule:
Houd er rekening mee dat elk van deze zonnestations plaats biedt aan een lithiumbatterij aan de achterkant, maar deze moeten afzonderlijk worden besteld. Het batterijpakket 0.7 kWh wordt weergegeven bij €580, wat ons op bruto kWh (zonder aftrek van een DOD van 90%) 580 / 0.7 = € 828,- per kWh. Deze prijs is al erg hoog, vergeleken met elk type lithiumbatterij op de huidige markt (Pylontech, DEYE). Wees echter voorzichtig: voor de verdediging heeft het systeem een DC/AC-omzetter, wat bij andere batterijen niet het geval is. Het zal daarom nodig zijn om deze toe te voegen voor een algemeen beeld van de kosten.
Berekend naar bruto kWh is de batterij veel duurder dan een DEYE-lithiumbatterij, en komt overeen met een TESVOLT-batterij die een levensduur heeft die 2 of zelfs 3x langer is. Wees echter voorzichtig: hier vergelijken we de BRUTOprijs per kWh van elk type batterij, wetende dat de SUNOLOGY MAX de AC/DC-converter heeft, en niet de andere (dat zijn kale batterijen waaraan een omvormer-lader moet worden toegevoegd), zullen we vervolgens voor elk systeem de totale kosten met de omvormer-lader bestuderen.
Uiteindelijk dus de totale kosten voor een systeem SUNOLOGY PLAYMAX 3 kWp met 5 kWH opslag, d.w.z. 7x parallel geschakelde stationse, is als volgt onderverdeeld:
– 7x SUNOLOGY MAX-stations, met een piekvermogen van 2.98 kWp. Elk station integreert een micro-omvormer van het merk HOYMILES,'niet bekendgemaakt vermogen (350 of 400VA?)
– 7x PLAYMAX-batterijen met een individuele capaciteit van 0.7 kWh, oftewel in totaal 4.97 kWh.
Totaal 9600 € TTC. Het is deze configuratie die we in de studie hiernaast als vergelijkingsbasis zullen gebruiken, en die we zullen contrasteren met een autonoom zonnesysteem met SUNCONNECT 3000-batterijen, samengesteld uit de volgende elementen:
- Een voorbedrade SUNCONNECT 3000-kaart, met een Victron Multiplus-II 48V/3000VA omvormer-lader en zijn RS 450/100 zonnelader
- Een Pylontech US5000-batterij (of gelijkwaardig)
- 7x DENIM dubbelglas zonnepanelen, met een totaal vermogen van 3 KWp + vloermontagesteunen.
Voor een totaal van ongeveer € 9400 inclusief btw.
Zeker een batterij, maar beperkt en onderbenut!
Als we de technische kenmerken van PLAYMAX-zonnestations met geïntegreerde batterijen nader bekijken, merken we op dat deze laatste lagere prestaties leveren vergeleken met de ingebouwde capaciteit in kWh. Inderdaad, met 7x PLAYMAX-stations die bijna 5 kWh aan batterij verzamelen, we hebben moeite om meer dan 840 W maximaal ontladingsvermogen te vinden, en slechts 945 W maximaal oplaadvermogen van alle panelen. Dit is weinig, en komt overeen met een onderexploitatiefactor van bijna 6 (in feite hebben we potentieel 4900 VA van de 7x Hoymiles-micro-omvormers, en de batterijen kunnen niet meer dan 940 VA verwerken, of 5.44x minder.
Hoe kan zo’n laag prestatieniveau worden verklaard? Nogmaals, het ontwerp is de oorzaak:
- De miniaturisatie van de componenten achter de panelen: om een DC/AC- en DC/DC-regelaar (die de batterij kan opladen vanuit de zonnebron) en een omvormer die de gelijkstroom van de batterij naar 230 V naar huis toe omzet, te kunnen integreren, is het noodzakelijk om te kiezen voor compact dissipatieve componenten minder warmte en hebben daarom een lager elektrisch conversiepotentieel. Bovendien vereist het IP65-ontwerp van het zonnestation dat de componenten passieve (ventilatorloze) koeling hebben. Het is daarom onmogelijk om 400 VA DC/AC-conversie in zo'n klein formaat te hebben!
- De levensduur van de batterij behouden: Hoe sneller een batterij wordt ontladen, hoe meer de levensduur ervan wordt beïnvloed (verhoogde interne weerstand = versnelde degradatie). Het beperken van de ontlaadstroom is een tip om deze parameter te optimaliseren en degradatie te beperken. Door het ontlaadvermogen van de accu op deze manier te beperken, verkrijgen we een maximale ontlaadsnelheid van 0.27C. Met andere woorden, de berekening is als volgt:
135W (maximaal laadvermogen van het SUNOLOGY-paneel naar de accu) / 37V (nominale accuspanning) = 3.64A. Hoe kan ik de verhouding van de afvoersnelheid verkrijgen? We delen 3.64A door het nominale vermogen, oftewel 19.2 Ah. We verkrijgen dus 3.64/19.2 = ongeveer 0.19C.
Vergeleken met andere lithiumbatterijen, de afvoersnelheid is daardoor veel lager. Bij Pylontech-accu's hebben we inderdaad een continue ontladingscapaciteit van 0.5C (dus op een accu van 100Ah kunnen we 50A bij 48V, of ongeveer 2500W, opladen via de panelen), of zelfs 1C gedurende enkele minuten. Het voordeel? Sneller opladen en efficiëntere mobilisatie van zonne-energie, allemaal zonder impact op de levensduur, omdat de batterijen niet zijn ontworpen om te worden blootgesteld aan extreme temperaturen.
Concluderend heeft de PLAYMAX-batterij de volgende nadelen:
- Beperking van het laadvermogen van de zonnepanelen naar de accu, bij 0.19C, vergeleken met 1C voor standaard lithiumbatterijen.
- Maximaal ontlaadvermogen van de accu's naar consumenten zeer beperkt, bij 945W vergeleken met 3000W voor een SUNCONNECT-systeem (elke PLAYMAX-module kan slechts 135W leveren voor een batterij van 0.7 kWh).
- Geen overbelastingsmogelijkheid (piekontlading), in tegenstelling tot een SUNCONNECT-oplossing.
- Geen native mogelijkheid om stroom rechtstreeks uit de batterij van AC-verbruikers te leveren, tenzij een externe converter is aangeschaft. In dat geval zal het maximale vermogen 1470W zijn vergeleken met 3000W.
Batterij rijmt met autonomie? Niet zo zeker ...
Bovendien werken de SUNOLOGY-stations niet als er geen EDF is. Met andere woorden, in het geval van een stroomstoring zal het systeem:
- Zal overdag geen zonne-energie meer produceren, de batterijen worden dus niet meer opgeladen.
- Zal niet langer de belastingen voeden waarop het is aangesloten, via het 16 of 32A stopcontact richting het huis. Geen “back-up”-functie.
- Zal alleen bruikbaar zijn als een “draagbaar” boosterstation, via een ad-hocconverter om toe te voegen aan het toch al hoge bedrag van het systeem (€ 139). Voor elke batterij heb je een AC-omvormer nodig, d.w.z. 7x € 129 = € 1000! Duidelijk ondenkbaar, vooral in termen van praktische bruikbaarheid (elke batterij = elke converter = niet-cumulatief vermogen!).
Dit is duidelijk een groot nadeel, aangezien elk goed zonnesysteem met een batterij die naam waardig is, per definitie in “autarke” modus zou moeten kunnen werken, dat wil zeggen bij afwezigheid van het EDF-netwerk. Wat heeft het voor zin om voor zo'n prijs voor batterijen te betalen, zodat je ze niet kunt gebruiken tijdens mogelijke EDF-storingen? Dit staat nergens vermeld bij de SUNOLOGY-kenmerken, je moet een technicus vragen om het ongelukkige antwoord te krijgen, wat technisch nog steeds slecht beargumenteerd is. Het ontbreken van een werking van het zonnestation zonder EDF wordt verklaard door “netwerkbeveiliging”. Dit is niet waar, omdat zelfvoorzienende zonnesystemen zoals SUNCONNECT-systemen zich automatisch loskoppelen van het EDF-netwerk, om zo een “mini-grid” te kunnen creëren en de stroom naar het huis te kunnen herstellen. De realiteit is dat de elektronica die is ingebed in SUNOLOGY-stations niet intrinsiek is ontworpen om op energiegebied zelfvoorzienend te werken, zoals we zullen zien in deze vergelijking van zonnestations:
Dit is het verhaal van een batterij achter een zonnepaneel... en de wet van Arrhenius
In 1889 formuleerde een Zweedse wetenschapper en scheikundige een vergelijking die we tot op de dag van vandaag nog steeds gebruiken om de degradatie van batterijen of chemische processen, afhankelijk van de temperatuur, te modelleren.
De wet van Arrhenius heeft een aanzienlijke invloed op de degradatie van een lithium-ionbatterij, afhankelijk van de temperatuur. Volgens deze wet neemt de snelheid van chemische reacties toe exponentieel met toenemende temperatuur. Vooral bij lithiumbatterijen versnellen hoge temperaturen ongewenste chemische reacties in de cel, zoals elektrolytische ontleding en de groei van metaalafzettingen. Dit leidt tot een toename van de interne weerstand van de batterij, een afname van de energieopslagcapaciteit, en een vermindering van de levensduur van de batterij, in het beste geval, en in het slechtste geval een thermisch ongeval (interne kortsluiting, vorming van dendrieten, enz.).
Wanneer we weten dat de accu zich vlak achter het zonnepaneel bevindt, rijst er een vraag. Zijn de temperaturen hoog? Hiernaast een grafiek die vertegenwoordigt de typische temperatuurvariatie achter een zonnepaneel.
Als we weten dat de batterijen zich direct achter het zonnepaneel bevinden, met weinig isolatie, kunnen we ons gemakkelijk voorstellen dat dit vooral in de zomerperiode het geval is. temperaturen liggen ver boven de 30-35°C. Dit is absoluut cruciaal voor de levensduur van de lithiumcellen die daar worden aangetroffen. Recente onderzoeken hebben dat aangetoond Het verhogen van de temperatuur van lithiumbatterijen tot niveaus dichtbij 60°C versnelde hun degradatie met een factor 3.
Als we het hoogwaardige assemblageproces van de zonnestations zien, is het niettemin moeilijk voor te stellen dat een eenvoudige thermische deflector, geplaatst onder het technische platform waarop de componenten zijn ondergebracht, het mogelijk maakt om een optimale thermische amplitude te behouden om de werking te garanderen voor 2500 cycli, oftewel 10 jaar, zonder storingen.
Daarnaast merken we nog een technische inconsistentie op. Op het gegevensblad van de batterij staat dat deze IP65 (tropisch) is, wat logisch en absoluut essentieel is voor gebruik buitenshuis, maar SUNOLOGY citeert ook un koeling “door convectie” (wat onmogelijk is als het compartiment waterdicht / IP65 is)
De technische realiteit is eenvoudig. De batterij moet IP65 zijn, om achter een zonnepaneel te kunnen worden geplaatst en gedurende zijn levensduur bestand te zijn tegen corrosie als gevolg van vochtigheid, slecht weer, enz. Het argument voor “natuurlijke convectie” zonder ventilator komt dus simpelweg neer op: zeg dat het gekoeld of verwarmd zal worden... afhankelijk van de elementen en de seizoenen.
Maar is het zo ernstig dokter? De accu gaat immers mee voor 2500 cycli, oftewel 10 jaar goede en trouwe dienst! Het is inderdaad moeilijk om de impact op de levensduur van een lithiumbatterij nauwkeurig te modelleren (het zou al nodig zijn om de chemie te kennen die in het zonnestation wordt gebruikt, wat niet is gespecificeerd door de fabrikant, LFP, NMC, LCO?), Maar twee trends komen duidelijk naar voren:
- Bij een dergelijk ontwerp zal de batterij veel sneller verslechterendan in een gesloten technische ruimte, bij een constantere temperatuur.
- Het risico op thermische storingen zal toenemen vanwege het gebruik ervan in buitenomstandigheden, en dit op een manier die rechtstreeks verband houdt met de thermische amplitudes die de batterij ervaart (bijvoorbeeld: hittegolven in de zomer, negatieve temperaturen in de winter).
- De batterij zal waarschijnlijk vermogensverlies ervaren bij temperaturen rond de 0, wat niet vermeld staat in de technische gegevensbladen van het zonnestation. Met andere woorden: bij -5°C kan de batterij niet worden opgeladen via de zonnepanelen, om de degradatie ervan te behouden (in feite kan het opladen van een lithium-ionbatterij bij negatieve temperaturen deze beschadigen).
Conclusie van de vergelijking van zonnestations?
Als we het (zeer) slimme marketingfineer, de reclamegolf en het aantrekkelijke uiterlijk van het zonnestationconcept negeren, gekoppeld aan het gemak van implementatie (ondanks duidelijke veiligheidslacunes), onthult een enigszins diepgaande technische analyse dat technische hiaten en ondoorzichtige kenmerken moeten worden vermeden . Vanwege de hoge prijs in vergelijking met een autonome zonne-energieoplossing geproduceerd volgens de regels van de kunst, wordt het moeilijk om de echte toegevoegde waarde van dit soort producten te zien, afgezien van het relatieve implementatiegemak (wat ook een bron van inkomsten kan zijn). beperking, dit moet onthouden worden). Het gebrek aan technische schaalbaarheid (geen back-up mogelijk), de twijfelachtige duurzaamheid van de componenten (met name de levensduur van de batterij) en de laad-/ontlaadcapaciteiten van batterijen die veel te onvolledig zijn maak er een product van dat te duur is vanwege zijn intrinsieke technische waarde.
Het enige echte voordeel aan het einde van deze vergelijking van zonnestations ligt naar onze mening in het esthetische en praktische aspect van de implementatie ervan….
