Porovnanie solárnych staníc: (nákladná) ilúzia autonómie?

solárna testovacia stanica

Poďme trochu demystifikovať solárne stanice...

 
Ničivý produkt konečne dorazil na trh! Čakali sme to ako mesiáš, deň, kedy sa demokratizácia autonómnych solárnych systémov stane realitou vďaka plug n play stanici, ktorá sa jednoducho pripája a používa ako dobíjanie mobilného telefónu. Dizajnová a patentovaná lítiová batéria by bola umiestnená vzadu a umožnila by vám získať autonómiu, eliminovať účty za energiu a nechať svetlá v dome zapnuté v prípade výpadku prúdu. Vaša energia konečne patrí vám, vyzbrojená svojou prenosná hybridná batéria revolučný. Ale ako to už bohužiaľ v tomto type systému, príliš prefíkanom a premyslenom marketingovom, býva, technická realita týchto solárnych staníc nie je taká ružová. Prostredníctvom tejto analýzy sa pokúsime obnoviť rovnováhu medzi skutočnými výhodami a nevýhodami solárnych staníc s batériami v porovnaní s konvenčnými autonómnymi solárnymi systémami, navrhnutými podľa pravidiel techniky, s kvalitným materiálom, od nás alebo od konkurencie.

Je solárna stanica lacnejšia na kWP? 

 
Najprv sa pozrime na cenu za kWh uhol riešenia typu solárnej stanice s palubnou batériou v porovnaní so samostatným solárnym systémom s batériou. Aby sme mali spravodlivé porovnanie nášho porovnania solárnych staníc, začneme s hypotézou, ktorú by sme si objednali 7x SUNOLOGY PLAY MAX stanice, každý so solárnym výkonom 425Wa integrovaná lítiová batéria 710 Wh (t.j. 0.7 kWh):
 
porovnanie solárnych staníc
porovnanie solárnych staníc

V súčasnosti vychádza cena 7x staníc 5473 XNUMX € vrátane dane, BEZ batérií. To nám dáva náklady na kWp 5473 / 2.98 = 1836 € za kWp, čo je na prvý pohľad celkom správne.  Do akej miery je to však porovnateľné s „klasickým“ riešením, typová súprava vrátane a centralizovaný invertor od významnej značky (napríklad Sungrow), podobné panely a pozemné konštrukcie? Takáto súprava 3 kWp s komponentmi ekvivalentnými z hľadiska výkonu a výrobného pôvodu (obojstranné panely DENIM, ázijský invertor SUNGROW, pozemná inštalácia) zobrazuje cenu vrátane dane vo výške 3770 EUR alebo 1250 EUR za kWP. Ťažko odôvodniteľný rozdiel 48 %! 

porovnanie solárnych staníc

Riziko blesku, zanedbaný faktor:

Jednoznačne sa teda ukazuje, že riešenie solárnej stanice je oveľa drahšiebez iného odôvodnenia ako zjednodušenia implementácie systému. Táto jednoduchosť sa niekedy ukazuje ako klamlivá, pretože štandardná solárna súprava obsahuje ochranu, ako sú bleskozvody, najmä čo môže urobiť rozdiel medzi chráneným striedačom a prefúknutým striedačom v prípade blesku. Na solárnych staniciach nie je tento typ ochrany integrovaný. Opačný príklad ochrannej skrinky s integrovaným zvodičom prepätia (P1): 

SUNOLÓGIA vysvetľuje na svojej stránke však to prítomnosť prepäťovej ochrany nie je potrebná, vzhľadom na krátku vzdialenosť medzi pripojovacou zásuvkou a panelom (a jeho mikroinvertorom). Veľmi praktické a navyše úsporné. Okrem toho by integrácia prepäťovej ochrany znemožnila samotný koncept pripojenia „plug n play“. Technický argument je takýto: 

Argumentom je absencia fenoménu indukcie slučky („indukovaná slučka“). To je nepresné a zavádzajúce. Po prvé, kábel nie je jednosmerný (jednosmerný prúd), ale striedavý prúd 230 V AC, pretože je tam mikroinvertor za panelom, ktorý presne premení jednosmerný prúd zo solárneho panelu na striedavý prúd, ktorý sa bude vstrekovať do zásuvky. Okrem toho sa indukovaná slučka vyskytuje na obvodoch jednosmerného solárneho kábla, nie na jedinom kábli striedavého prúdu. (ten vychádzajúci zo solárnej stanice). V tomto prípade teda so SUNOLOGY je nemožné mať indukované slučky podľa definície! Argumentácia týkajúca sa výnimky zo zvodičov prepätia je preto technicky neplatná a pre užívateľa dokonca nebezpečne zavádzajúca. (najmä ak vezmeme do úvahy, že výrobcovia mikroinvertorov ako HOYMILES odmietajú záručné vývody na indukované prepätia!).

Nakoniec, ak nemáte prepäťovú ochranu vo vašom hlavnom elektrickom rozvodnom paneli, všetky zariadenia k nemu pripojené (vrátane vašej solárnej stanice) bude citlivý na indukované prepätia (= blesky), bez ohľadu na jeho konečnú vzdialenosť medzi (vonkajšou!) zásuvkou a panelom. Hovoríme tu o prepäťových chráničoch typu AC, t.j. schopných chrániť zariadenia, ako sú mikroinvertory, počítače atď. Francúzsky štandard pre fotovoltaiku UTE odporúča použitie zvodičov prepätia na AC strane, keď je hustota blesku > 2.5! 

 

Príliš vysoká cena za kWh na batériový modul:

Upozorňujeme, že každá z týchto solárnych staníc môže mať na zadnej strane lítiovú batériu, ale je potrebné ju objednať individuálne. Súprava batérií 0.7 kWh sa zobrazí na 580 EUR, čo nás robí pri hrubej kWh (bez odpočítania DOD 90%) 580 / 0.7 = 828 eur za kWh. Táto cena je už veľmi vysoká v porovnaní s akýmkoľvek typom lítiovej batérie na súčasnom trhu (Pylontech, DEYE). Pozor však na svoju obranu má systém svoj DC/AC menič, čo na iných batériách nie je, pre celkový pohľad na cenu ho teda bude potrebné doplniť.

porovnanie solárnych staníc

V prepočte na brutto kWh je batéria oveľa drahšia ako lítiová batéria DEYE a je ekvivalentná batérii TESVOLT, ktorá bude mať životnosť 2 alebo dokonca 3x dlhšiu. Buďte však opatrní, tu porovnávame HRUBÚ cenu za kWh každého typu batérie, pretože vieme, že SUNOLOGY MAX má AC/DC konvertor a nie ostatné (čo sú holé batérie, ku ktorým bude potrebné pridať invertor-nabíjačku), následne preštudujeme celkové náklady s invertorom-nabíjačkou pre každý systém.

porovnanie solárnych staníc

V konečnom dôsledku teda celkové náklady na systém SUNOLOGY PLAYMAX 3 kWp s 5 kWH úložiskom, t.j. 7x paralelne zapojených staníce, sa člení takto:

 

– 7x staníc SUNOLOGY MAX, so špičkovým výkonom 2.98 kWp. Každá stanica integrujúca mikroinvertor značky HOYMILES,„Nezverejnený výkon (350 alebo 400 VA?) 

– 7x batérie PLAYMAX s individuálnou kapacitou 0.7 kWh, alebo spolu 4.97 kWh.

Súčet  9600 € TTC. Práve túto konfiguráciu použijeme ako základ pre porovnanie v opačnej štúdii, ktorú porovnáme s autonómnym solárnym systémom s batériami SUNCONNECT 3000, zloženým z nasledujúcich prvkov: 

 - Vopred zapojená doska SUNCONNECT 3000, s invertorovou nabíjačkou Victron Multiplus-II 48V/3000VA a jej solárnou nabíjačkou RS 450/100 

- Batéria Pylontech US5000 (alebo ekvivalent)

- 7x DENIM bi-sklenené solárne panely, s celkovým výkonom 3 KWp + podlahové montážne podpery.

 

 Celkovo za približne 9400 € vrátane dane. 

 

 

Batéria určite, ale obmedzená a nedostatočne využívaná!

porovnanie solárnych staníc

Pri bližšom pohľade na technické charakteristiky solárnych staníc PLAYMAX s integrovanými batériami si všimneme, že tieto vykazujú nižší výkon v porovnaní s palubnou kapacitou v kWh. Naozaj, so 7x PLAYMAX stanicami s kapacitou takmer 5 kWh batérie, máme problém nájsť viac ako 840 W maximálneho vybíjacieho výkonu a iba 945 W maximálneho nabíjania zo všetkých panelov. Toto je málo a zodpovedá faktoru nedostatočného využívania takmer 6 (v skutočnosti máme potenciálne 4900 VA zo 7x mikro invertorov Hoymiles a batérie nie sú schopné zvládnuť viac ako 940 VA alebo 5.44x menej. 

 

Ako možno vysvetliť takú nízku úroveň výkonu? Dôvodom je opäť dizajn:

- Miniaturizácia komponentov za panelmi: pre možnosť integrácie DC/AC & DC/DC regulátora (schopného nabíjať batériu zo solárneho zdroja) a meniča, ktorý bude konvertovať jednosmerný prúd z batérie na 230V smerom do domu, je potrebné zvoliť kompaktný disipatívne zložky menej tepla, a preto majú nižší potenciál elektrickej konverzie. Konštrukcia solárnej stanice IP65 navyše vyžaduje, aby komponenty mali pasívne (bezventilátorové) chladenie. Je teda nemožné mať 400VA DC/AC konverziu v tak malom formáte!

- Zachovanie životnosti batérie:  Čím rýchlejšie sa batéria vybije, tým viac bude ovplyvnená jej životnosť (zvýšený vnútorný odpor = zrýchlená degradácia). Obmedzenie vybíjacieho prúdu je tip na optimalizáciu tohto parametra a obmedzenie degradácie. Obmedzením vybíjacej sily batérie týmto spôsobom získame maximálnu rýchlosť vybíjania 0.27C. Inými slovami, výpočet je nasledujúci:

135W (maximálny nabíjací výkon z panelu SUNOLOGY na batériu) / 37V (nominálne napätie batérie) = 3.64A. Ako získať pomer rýchlosti vybíjania? 3.64A delíme nominálnou kapacitou, čiže 19.2 Ah. Získame teda 3.64/19.2 = približne 0.19C. 

V porovnaní s inými lítiovými batériami rýchlosť vybíjania je preto oveľa nižšia. Skutočne, na batériách Pylontech máme kapacitu nepretržitého vybíjania 0.5C (takže na 100Ah batérii môžeme z panelov dobíjať 50A pri 48V alebo okolo 2500W), alebo dokonca 1C niekoľko minút. Výhoda? Rýchlejšie dobíjanie a efektívnejšia mobilizácia slnečnej energie, to všetko bez vplyvu na životnosť, pretože batérie nie sú navrhnuté tak, aby boli vystavené extrémnym teplotám.

porovnanie solárnych staníc

Na záver, batéria PLAYMAX má nasledujúce nevýhody:

 

- Obmedzenie nabíjacieho výkonu zo solárnych panelov na batériu, pri 0.19C, v porovnaní s 1C pre štandardné lítiové batérie.

- Maximálny vybíjací výkon z batérií pre spotrebiteľov veľmi obmedzený, pri 945 W v porovnaní s 3000 135 W pre systém SUNCONNECT (každý modul PLAYMAX môže poskytnúť výkon iba 0.7 W na XNUMX kWh batériu).

- Žiadna schopnosť preťaženia (špičkový výboj), na rozdiel od riešenia SUNCONNECT. 

- Žiadna natívna možnosť napájania priamo z batérie AC spotrebiteľov, pokiaľ nie je zakúpený externý konvertor. V takom prípade bude maximálny výkon 1470W v porovnaní s 3000W.

 

Batéria sa rýmuje s autonómiou? Nie tak isto...

Okrem toho stanice SUNOLOGY nefungujú bez EDF. Inými slovami, v prípade výpadku prúdu systém:

- Počas dňa už nebude produkovať slnečnú energiu, batérie sa preto už nebudú dobíjať.

- Už nebude napájať záťaže, ku ktorým je pripojený, cez jeho 16 alebo 32A zásuvku smerom k domu. Žiadna funkcia „zálohovania“.

- Bude použiteľná iba ako „prenosná“ posilňovacia stanica, cez ad hoc prevodník pridať k už aj tak vysokej sume systému (139 €). Ku každej batérii budete potrebovať jej AC menič, teda 7x 129 € = 1000 XNUMX €! Jednoznačne nemysliteľné, najmä z hľadiska praktickosti použitia (každá batéria = každý menič = nekumulatívny výkon!).

Toto je samozrejme hlavná nevýhoda, pretože podľa definície by každý dobrý solárny systém s batériou hodnou tohto mena mal byť schopný fungovať v „autarkickom“ režime, to znamená pri absencii siete EDF. Aký zmysel má platiť za batérie za takú cenu, aby ich nebolo možné využiť pri prípadných výpadkoch EDF? Toto nie je nikde na charakteristike SUNOLOGY spomenuté, na nešťastnú odpoveď, ktorá je stále slabo technicky vyargumentovaná, musíte požiadať technika. Absencia prevádzky solárnej stanice bez EDF sa vysvetľuje „bezpečnosťou siete“. To je nepravda, pretože sebestačné solárne systémy, ako sú systémy SUNCONNECT, sa automaticky odpájajú od siete EDF, aby mohli znovu vytvoriť „minisieť“ a obnoviť napájanie domu. Realita je taká, že elektronika zabudovaná v staniciach SUNOLOGY nie je vo svojej podstate navrhnutá tak, aby fungovala s energetickou sebestačnosťou, ako uvidíme na tomto porovnaní solárnych staníc: 

 

 

Toto je príbeh batérie za solárnym panelom... a Arrheniov zákon

V roku 1889 švédsky vedec a chemik sformuloval rovnicu, ktorú dodnes používame na modelovanie degradácie batérií alebo chemických procesov v závislosti od teploty. 

Arrheniov zákon má významný vplyv na degradáciu lítium-iónovej batérie v závislosti od teplôt. Podľa tohto zákona sa rýchlosť chemických reakcií zvyšuje exponenciálne so zvyšujúcou sa teplotou. Najmä v prípade lítiových batérií urýchľujú vysoké teploty nežiaduce chemické reakcie vo vnútri článku, ako je elektrolytický rozklad a rast kovových usadenín. To vedie k zvýšeniu vnútorného odporu batérie, zníženiu kapacity skladovania energie, a skrátenie životnosti batérie v najlepšom prípade a v horšom prípade tepelná nehoda (vnútorný skrat, tvorba dendritov atď.).

Keď vieme, že batéria sa nachádza hneď za solárnym panelom, vyvstáva otázka. Sú vysoké teploty? Naproti tomu graf znázorňujúci typické kolísanie teploty za solárnym panelom. 

Keď vieme, že batérie sú umiestnené priamo za solárnym modulom s malou izoláciou, vieme si ľahko predstaviť, že najmä v letnom období teploty vysoko presahujú 30-35°C. To je absolútne rozhodujúce pre životnosť tam nájdených lítiových článkov, nedávne štúdie dokázali, že a Zvýšenie teploty lítiových batérií na úroveň blízkou 60 °C urýchlilo ich degradáciu o faktor 3. 

Keď vidíme vysokokvalitný montážny proces solárnych staníc, je napriek tomu ťažké si predstaviť, že jednoduchý tepelný deflektor umiestnený pod technickou platformou, na ktorej sú umiestnené komponenty, umožňuje udržiavať optimálnu tepelnú amplitúdu, aby bola zaručená prevádzka 2500 cyklov alebo 10 rokov bez poruchy. 

Okrem toho sme zaznamenali ďalšiu technickú nezrovnalosť. Technický list batérie uvádza, že má IP65 (tropikalizované), čo je logické a pre vonkajšiu prevádzku úplne zásadné, ale SUNOLOGY tiež cituje un chladenie "konvekciou" (čo nie je možné, ak je priehradka vodotesná / IP65) 

Technická realita je jednoduchá. Batéria musí mať IP65, aby sa dal umiestniť za solárny panel a počas životnosti odolával korózii spojenej s vlhkosťou, zlým počasím atď. Argument pre „prirodzenú konvekciu“ bez ventilátora sa teda jednoducho rovná povedzte, že sa ochladí, alebo oteplí... v závislosti od živlov a ročných období.

sunologická stanica

Ale je to také vážne, pán doktor? Koniec koncov, batéria sa dáva na 2500 cyklov alebo 10 rokov dobrej a lojálnej služby! Presne modelovať vplyv na životnosť lítiovej batérie je skutočne ťažké (už by bolo potrebné poznať chémiu použitú v solárnej stanici, ktorú výrobca neuvádza, LFP, NMC, LCO?), avšak, jasne sa prejavujú dva trendy:

 

- Pri konštrukcii tohto typu sa batéria vybije oveľa rýchlejšie, než v uzavretej technickej miestnosti, pri konštantnejšej teplote. 

- Zvýši sa riziko tepelných porúch kvôli jej použitiu vo vonkajších podmienkach, a to spôsobom priamo korelujúcim s tepelnými amplitúdami, ktorým batéria čelí (príklad: vlny horúčav v lete, záporné teploty v zime).

- Batéria pravdepodobne zaznamená stratu energie pri teplotách blízkych 0, ktorý nie je uvedený v technických listoch solárnej stanice. Inými slovami, pri -5 °C sa batéria nebude môcť dobíjať zo solárnych panelov, aby sa zachovala jej degradácia (v skutočnosti ju nabíjanie lítium-iónovej batérie pri záporných teplotách môže poškodiť).

 

 

 

Záver porovnania solárnych staníc?

Ignorovaním (veľmi) dômyselného marketingu, vlne reklamy a atraktívneho vzhľadu konceptu solárnej stanice, spojeného s jednoduchosťou implementácie (napriek zjavným bezpečnostným medzerám), mierne hĺbková technická analýza odhaľuje technické medzery a nepriehľadné prvky. . Pre jeho vysokú cenu v porovnaní s autonómnym solárnym riešením vyrobeným podľa pravidiel techniky je ťažké vidieť skutočnú pridanú hodnotu tohto typu produktu, okrem relatívnej jednoduchosti implementácie (ktorá môže byť aj zdrojom obmedzenie, treba si to pamätať). Nedostatočná technická škálovateľnosť (nie je možná záloha), pochybná životnosť komponentov (najmä životnosť batérie) a príliš neúplné možnosti nabíjania/vybíjania batérie urobiť z neho produkt, ktorý je príliš drahý vzhľadom na jeho vnútornú technickú hodnotu. 

Jediná skutočná výhoda podľa nášho názoru na konci tohto porovnania solárnych staníc spočíva v estetickom a praktickom aspekte jej realizácie….