Sammenligning av solstasjoner: en (kostbar) illusjon av autonomi?
La oss avmystifisere solstasjoner litt...
Er solcellestasjonen billigere per kWP?
For nå kommer kostnadene for 7x stasjoner til €5473 XNUMX inkludert avgifter, UTEN batterier. Dette gir oss en kostnad per kWp på 5473 / 2.98 = 1836 € per kWp, som er helt riktig ved første øyekast. Men i hvilken grad er dette sammenlignbart med en "klassisk" løsning, typesett inkludert en sentralisert inverter fra et stort merke (Sungrow for eksempel), lignende paneler og grunnkonstruksjoner? Et slikt 3 kWp-sett med komponenter tilsvarende ytelse og produksjonsopprinnelse (DENIM bi-facial paneler, SUNGROW Asian inverter, bakkeinstallasjonsstruktur) viser en pris inkludert avgift på €3770, eller €1250 per kWP. En forskjell på 48 % vanskelig å rettferdiggjøre!
Risikoen for lynnedslag, en oversett faktor:
Det ser derfor klart ut til at solstasjonsløsningen er mye dyrere, uten annen begrunnelse enn en forenkling av implementeringen av systemet. Denne enkelheten viser seg noen ganger å være villedende, fordi et standard solcellesett inkluderer beskyttelse som lynavledere, spesielt, som kan utgjøre forskjellen mellom en beskyttet inverter og en blåst inverter ved lynnedslag. På solstasjoner er ikke denne typen beskyttelse integrert. Eksempel på motsatt side av en beskyttelsesboks med integrert overspenningsavleder (P1):
SUNOLOGI forklarer på siden hans imidlertid det tilstedeværelsen av en overspenningsvern er ikke nødvendig, gitt den korte avstanden mellom tilkoblingskontakten og panelet (og dets mikroinverter). Veldig praktisk, og en besparelse å starte opp. Videre ville integreringen av en overspenningsvern gjøre selve konseptet "plug n play"-tilkobling umulig. Det tekniske argumentet er som følger:
Argumentet som er reist er fraværet av sløyfeinduksjonsfenomen ("induced loop"). Dette er unøyaktig og misvisende. For det første er kabelen ikke DC (likestrøm), men AC 230V vekselstrøm, siden det er en mikro-inverter bak panelet som presist omdanner likestrømmen fra solcellepanelet til vekselstrøm, som skal sprøytes inn i stikkontakten. I tillegg oppstår en indusert sløyfe på DC solcellekabelkretser, ikke på en enkelt AC-kabel. (den som kommer ut av solcellestasjonen). I dette tilfellet, med SUNOLOGY er det umulig å ha induserte løkker per definisjon! Argumentet for fritak fra overspenningsavledere er derfor teknisk ugyldig og til og med farlig villedende for brukeren. (spesielt hvis vi tar i betraktning at mikroinverterprodusenter som HOYMILES nekter garantiuttak for induserte overspenninger!).
Til slutt, i mangel av overspenningsvern i det elektriske hovedfordelingspanelet, alle enhetene som er koblet til den (inkludert solcellestasjonen) vil være sårbar for induserte overspenninger (= lyn), uavhengig av dens endelige avstand mellom (ekstern!) stikkontakt og panel. Vi snakker her om overspenningsvern av AC-typen, det vil si som er i stand til å beskytte utstyr som mikroinvertere, datamaskiner, etc. Den franske solcellestandarden UTE anbefaler bruk av overspenningsavledere på AC-siden, når lyntettheten er > 2.5!
For høy pris per kWh per batterimodul:
Vær oppmerksom på at hver av disse solcellestasjonene har plass til et litiumbatteri på baksiden, men de må bestilles individuelt. Batteripakken 0.7 kWh vises til €580, som gjør at vi har brutto kWh (uten å trekke fra en DOD på 90%) 580 / 0.7 = €828 per kWh. Denne prisen er allerede veldig høy, sammenlignet med alle typer litiumbatterier på det nåværende markedet (Pylontech, DEYE). Vær imidlertid forsiktig, for dets forsvar, systemet har sin DC/AC-omformer, noe som ikke er tilfelle på andre batterier, det vil derfor være nødvendig å legge den til for en samlet oversikt over kostnadene.
Beregnet ved brutto kWh er batteriet mye dyrere enn et DEYE litiumbatteri, og tilsvarer et TESVOLT-batteri som vil ha en levetid 2 eller til og med 3 ganger lengre. Vær imidlertid forsiktig, her sammenligner vi bruttoprisen per kWh for hver type batteri, vel vitende om at SUNOLOGY MAX har AC/DC-omformeren, og ikke de andre (som er bare batterier som en inverter-lader må legges til), vil vi deretter studere den totale kostnaden med inverter-laderen for hvert system.
Til slutt, derfor den totale kostnaden for et system SUNOLOGY PLAYMAX 3 kWp med 5 kWH lagring, dvs. 7x stasjoner koblet parallelte, er delt opp som følger:
– 7x SUNOLOGY MAX-stasjoner, med en toppeffekt på 2.98 kWp. Hver stasjon integrerer en HOYMILES-mikroinverter,'ukjent strøm (350 eller 400VA?)
– 7x PLAYMAX-batterier med en individuell kapasitet på 0.7 kWh, eller totalt 4.97 kWh.
Totalt sett 9600 € TTC. Det er denne konfigurasjonen vi skal bruke som sammenligningsgrunnlag i studien overfor, og som vi vil kontrastere med et autonomt solsystem med SUNCONNECT 3000-batterier, sammensatt av følgende elementer:
- Et forhåndskablet SUNCONNECT 3000-kort, med en Victron Multiplus-II 48V/3000VA inverter-lader og dens RS 450/100 solcellelader
- Et Pylontech US5000-batteri (eller tilsvarende)
- 7x DENIM bi-glass solcellepaneler, med en total effekt på 3 KWp + gulvmonteringsstøtter.
For totalt ca € 9400 inkludert avgifter.
Absolutt et batteri, men begrenset og underutnyttet!
Ser vi nærmere på de tekniske egenskapene til PLAYMAX solstasjoner med integrerte batterier, merker vi at sistnevnte viser lavere ytelse sammenlignet med kapasiteten ombord i kWh. Faktisk, med 7x PLAYMAX-stasjoner som akkumulerer nesten 5 kWh batteri, vi sliter med å finne mer enn 840W maksimal utladningseffekt, og bare 945W maksimal opplading fra alle panelene. Dette er lite, og tilsvarer en underutnyttelsesfaktor på nesten 6 (faktisk har vi potensielt 4900VA fra 7x Hoymiles mikro-omformere, og batteriene er ikke i stand til å håndtere mer enn 940VA, eller 5.44x mindre.
Hvordan kan et så lavt ytelsesnivå forklares? Igjen, designet er årsaken:
- Miniatyriseringen av komponentene bak panelene: for å kunne integrere en DC/AC & DC/DC regulator (i stand til å lade batteriet fra solenergikilden) og en omformer som vil konvertere likestrømmen fra batteriet til 230V mot hjemmet, er det nødvendig å velge kompakt , dissipative komponenter mindre varme, og har derfor et lavere elektrisk konverteringspotensial. I tillegg krever IP65-designen til solcellestasjonen at komponentene har passiv (vifteløs) kjøling. Det er derfor umulig å ha 400VA DC/AC-konvertering i et så lite format!
- Opprettholde batterilevetid: Jo raskere et batteri utlades, jo mer vil levetiden bli påvirket (økt indre motstand = akselerert nedbrytning). Begrensning av utladningsstrømmen er et tips for å optimalisere denne parameteren og begrense degradering. Ved å begrense utladningseffekten til batteriet på denne måten oppnår vi en maksimal utladningshastighet på 0.27C. Med andre ord er regnestykket som følger:
135W (maksimal ladeeffekt fra SUNOLOGY-panelet til batteriet) / 37V (nominell batterispenning) = 3.64A. Hvordan få utløpshastighetsforholdet? Vi deler 3.64A på den nominelle kapasiteten, eller 19.2 Ah. Vi får derfor 3.64/19.2 = omtrent 0.19C.
Sammenlignet med andre litiumbatterier, utslippsraten er derfor mye lavere. Faktisk, på Pylontech-batterier har vi en kontinuerlig utladingskapasitet på 0.5C (så på et 100Ah-batteri kan vi lade 50A ved 48V, eller rundt 2500W, fra panelene), eller til og med 1C i flere minutter. Fordelen? Raskere opplading og mer effektiv mobilisering av solenergi, alt uten innvirkning på levetiden siden batteriene ikke er laget for å utsettes for ekstreme temperaturer.
Avslutningsvis har PLAYMAX-batteriet følgende ulemper:
- Begrensning av ladekraften fra solcellepanelene til batteriet, ved 0.19C, sammenlignet med 1C for standard litiumbatterier.
- Maksimal utladningseffekt fra batteriene til forbrukere er svært begrenset, ved 945W sammenlignet med 3000W for et SUNCONNECT-system (hver PLAYMAX-modul kan levere kun 135W for et 0.7 kWh batteri).
- Ingen overbelastningsevne (topputslipp), i motsetning til en SUNCONNECT-løsning.
- Ingen naturlig mulighet for å levere strøm direkte fra batteriet til AC-forbrukere, med mindre en ekstern omformer er kjøpt. I så fall vil den maksimale effekten være 1470W sammenlignet med 3000W.
Batteri rimer på autonomi? Ikke så sikker...
Dessuten fungerer ikke SUNOLOGY-stasjoner i fravær av EDF. Med andre ord, i tilfelle strømbrudd vil systemet:
- Vil ikke lenger produsere solenergi i løpet av dagen, batteriene vil derfor ikke lenger lades opp.
- Vil ikke lenger gi strøm til lastene den er koblet til, gjennom sin 16 eller 32A stikkontakt mot huset. Ingen "backup"-funksjon.
- Vil bare kunne brukes som en "bærbar" boosterstasjon, via en ad hoc-omformer for å legge til det allerede høye beløpet i systemet (€139). For hvert batteri trenger du AC-omformeren, det vil si 7x €129 = €1000! Klart utenkelig, spesielt med tanke på praktisk bruk (hvert batteri = hver omformer = ikke-kumulativ kraft!).
Dette er åpenbart en stor ulempe, siden ethvert godt solsystem med et batteri verdig navnet per definisjon skal kunne fungere i "autarkisk" modus, det vil si i fravær av EDF-nettverket. Hva er vitsen med å betale for batterier til en slik pris for ikke å kunne bruke dem under mulige EDF-brudd? Dette er ikke nevnt noe sted på SUNOLOGY-karakteristikkene, du må spørre en tekniker for å få det uheldige svaret, som fortsatt er dårlig argumentert teknisk. Fraværet av drift av solcellestasjonen uten EDF forklares med "nettverkssikkerhet". Dette er feil, fordi selvforsynte solcellesystemer som SUNCONNECT-systemer automatisk kobles fra EDF-nettverket, for å kunne gjenskape et "mininett" og gjenopprette strøm til hjemmet. Realiteten er at elektronikken som er innebygd i SUNOLOGY-stasjoner, ikke i seg selv er utformet for å fungere i energiselvforsyning, slik vi vil se gjennom denne sammenligningen av solcellestasjoner:
Dette er historien om et batteri bak et solcellepanel... og Arrhenius' lov
I 1889 formulerte en svensk vitenskapsmann og kjemiker en ligning som vi fortsatt bruker den dag i dag for å modellere nedbrytningen av batterier eller kjemiske prosesser, avhengig av temperatur.
Arrhenius lov har en betydelig innvirkning på nedbrytningen av et litiumionbatteri, avhengig av temperaturer. I henhold til denne loven øker hastigheten på kjemiske reaksjoner eksponentielt med økende temperatur. Spesielt når det gjelder litiumbatterier, akselererer høye temperaturer uønskede kjemiske reaksjoner inne i cellen, slik som elektrolytisk dekomponering og vekst av metallavleiringer. Dette fører til en økning i den interne motstanden til batteriet, en reduksjon i energilagringskapasitet, og en reduksjon i levetiden til batteriet, i beste fall, og i verste fall en termisk ulykke (intern kortslutning, dannelse av dendritter, etc.).
Når vi vet at batteriet er plassert rett bak solcellepanelet, dukker det opp et spørsmål. Er temperaturene høye? Motsatt, en graf som representerer den typiske temperaturvariasjonen bak et solcellepanel.
Når vi vet at batteriene er plassert rett bak solcellemodulen, med lite isolasjon, kan vi lett tenke oss at spesielt i sommerperioden, temperaturer langt over 30-35°C. Dette er helt avgjørende for levetiden til litiumcellene som finnes der, nyere studier har vist at en Å øke temperaturen på litiumbatterier til nivåer nær 60°C akselererte nedbrytningen med en faktor på 3.
Når vi ser monteringsprosessen, av høy kvalitet, av solcellestasjonene, er det likevel vanskelig å forestille seg at en enkel termisk deflektor plassert under den tekniske plattformen som rommer komponentene, gjør det mulig å opprettholde en optimal termisk amplitude for å garantere drift for 2500 sykluser, eller 10 år, uten feil.
I tillegg merker vi en annen teknisk inkonsekvens. Batteridataarket sier at det er IP65 (tropisk), som er logisk og helt essensielt for utendørs drift, men SUNOLOGY siterer også un kjøling "ved konveksjon" (noe som er umulig hvis rommet er vanntett / IP65)
Den tekniske virkeligheten er enkel. Batteriet må være IP65, å kunne plasseres bak et solcellepanel og motstå korrosjon knyttet til fuktighet, dårlig vær osv. i løpet av levetiden. Argumentet for "naturlig konveksjon" uten vifte er derfor ganske enkelt si at den skal avkjøles, eller varmes... avhengig av elementene og årstidene.
Men er det så alvorlig doktor? Batteriet er tross alt gitt for 2500 sykluser, eller 10 år med god og lojal service! Det er faktisk vanskelig å nøyaktig modellere innvirkningen på levetiden til et litiumbatteri (det ville allerede være nødvendig å kjenne til kjemien som brukes i solcellestasjonen, som ikke er spesifisert av produsenten, LFP, NMC, LCO?), men, to trender kommer tydelig frem:
- Batteriet vil bli degradert mye raskere i et design av denne typen, enn i et lukket teknisk rom, ved en mer konstant temperatur.
- Risikoen for termiske feil vil øke på grunn av bruken i utendørsforhold, og dette på en måte som er direkte korrelert til de termiske amplitudene som batteriet opplever (eksempel: hetebølger om sommeren, negative temperaturer om vinteren).
- Batteriet vil sannsynligvis oppleve tap av strøm ved temperaturer nær 0, som ikke er spesifisert i solcellestasjonens tekniske datablad. Med andre ord, ved -5°C vil ikke batteriet kunne lades opp fra solcellepanelene, for å bevare nedbrytningen (faktisk kan lading av et litiumionbatteri ved negative temperaturer skade det).
Konklusjon av solstasjonssammenligningen?
Ved å ignorere den (veldig) smarte markedsføringsfineren, reklamebølgen og det attraktive utseendet til solstasjonskonseptet, knyttet til dets enkle implementering (til tross for åpenbare sikkerhetshull), avslører en litt dyptgående teknisk analyse unngå tekniske hull og ugjennomsiktige funksjoner . På grunn av den høye prisen sammenlignet med en autonom solcelleløsning produsert i henhold til kunstens regler, blir det vanskelig å se den reelle merverdien av denne typen produkter, bortsett fra den relative enkle implementeringen (som også kan være en kilde til begrensning, det bør huskes). Dens mangel på teknisk skalerbarhet (ingen sikkerhetskopiering mulig), tvilsom holdbarhet til komponentene (spesielt levetiden til batteriet), og lade-/utladingskapasiteten til batterier som er altfor ufullstendige gjør det til et produkt som er for dyrt i forhold til dens iboende tekniske verdi.
Den eneste virkelige fordelen etter vår mening, på slutten av denne sammenligningen av solcellestasjoner, ligger i det estetiske og praktiske aspektet for implementeringen...
