Jämförelse av solstationer: en (kostsam) illusion av autonomi?
Låt oss avmystifiera solcellsstationer lite...
Är solcellsstationen billigare per kWP?
För nu kommer kostnaden för 7x stationer till 5473 XNUMX € inklusive moms, UTAN batterier. Detta ger oss en kostnad per kWp på 5473 / 2.98 = 1836 € per kWp, vilket är helt korrekt vid första anblicken. Men i vilken utsträckning är detta jämförbart med en "klassisk" lösning, typsats inklusive en centraliserad växelriktare från ett stort varumärke (Sungrow till exempel), liknande paneler och markkonstruktioner? Ett sådant 3 kWp-kit med komponenter likvärdiga i prestanda och tillverkningsursprung (DENIM bi-facial paneler, SUNGROW Asian inverter, markinstallationsstruktur) visar ett pris inklusive moms på €3770, eller €1250 per kWP. En skillnad på 48% svår att motivera!
Risken för blixtnedslag, en försummad faktor:
Det framgår därför tydligt att solcellsstationslösningen är mycket dyrare, utan annan motivering än en förenkling av implementeringen av systemet. Denna enkelhet visar sig ibland vara vilseledande, eftersom ett standard solcellspaket innehåller skydd som i synnerhet blixtavledare, som kan göra skillnaden mellan en skyddad växelriktare och en blåst växelriktare vid blixtnedslag. På solcellsstationer är denna typ av skydd inte integrerat. Exempel på motsatsen till en skyddsbox med integrerad överspänningsavledare (P1):
SUNOLOGI förklarar på sin sida dock att närvaron av ett överspänningsskydd är inte nödvändigt, med tanke på det korta avståndet mellan anslutningsuttaget och panelen (och dess mikroinverter). Mycket praktiskt och en besparing att starta upp. Dessutom skulle integreringen av ett överspänningsskydd göra själva konceptet med "plug n play"-anslutning omöjligt. Det tekniska argumentet är som följer:
Argumentet som tas upp är frånvaron av loopinduktionsfenomen ("inducerad loop"). Detta är felaktigt och missvisande. För det första är kabeln inte DC (likström), utan AC 230V växelström, eftersom det finns en mikro-inverter bakom panelen som exakt omvandlar likströmmen från solpanelen till växelström, som kommer att injiceras i uttaget. Dessutom uppstår en inducerad slinga på DC solcellskabelkretsar, inte på en enda AC-kabel. (den som kommer ut från solstationen). I detta fall alltså med SUNOLOGY är det omöjligt att ha inducerade loopar per definition! Argumentet för undantaget från överspänningsavledare är därför tekniskt ogiltigt och till och med farligt vilseledande för användaren. (speciellt om vi tar hänsyn till att mikroinvertertillverkare som HOYMILES vägrar garantiuttag för inducerade överspänningar!).
Slutligen, i avsaknad av ett överspänningsskydd i din elcentral, alla enheter som är anslutna till den (inklusive din solcellsstation) kommer att vara känslig för inducerade överspänningar (= blixtnedslag), oavsett dess slutliga avstånd mellan (extern!) uttaget och panelen. Vi pratar här om överspänningsskydd av AC-typ, d.v.s. kapabla att skydda utrustning som mikroväxelriktare, datorer etc. Den franska solcellsstandarden UTE rekommenderar användning av överspänningsavledare på AC-sidan, när blixtens täthet är > 2.5!
För högt pris per kWh per batterimodul:
Observera att var och en av dessa solcellsstationer kan rymma ett litiumbatteri på baksidan, men de måste beställas individuellt. Batteripaketet 0.7 kWh visas på 580 €, vilket gör oss på brutto kWh (utan att dra av en DOD på 90%) 580 / 0.7 = 828 € per kWh. Detta pris är redan mycket högt, jämfört med alla typer av litiumbatterier på den nuvarande marknaden (Pylontech, DEYE). Var dock försiktig, för sitt försvar, systemet har sin DC/AC-omvandlare, vilket inte är fallet på andra batterier, det kommer därför att vara nödvändigt att lägga till den för en övergripande bild av kostnaden.
Räknat på brutto kWh är batteriet mycket dyrare än ett DEYE litiumbatteri, och motsvarar ett TESVOLT-batteri som kommer att ha en livslängd 2 eller till och med 3 gånger längre. Var dock försiktig, här jämför vi bruttopriset per kWh för varje typ av batteri, med vetskap om att SUNOLOGY MAX har AC/DC-omvandlaren, och inte de andra (som är rena batterier som en inverter-laddare måste läggas till), kommer vi att studera den totala kostnaden med inverter-laddaren för varje system.
I slutändan alltså den totala kostnaden för ett system SUNOLOGY PLAYMAX 3 kWp med 5 kWH lagring, dvs 7x stationer kopplade parallellte, är uppdelad enligt följande:
– 7x SUNOLOGY MAX-stationer, med en toppeffekt på 2.98 kWp. Varje station integrerar en mikroinverter av märket HOYMILES,ouppgiven effekt (350 eller 400VA?)
– 7x PLAYMAX-batterier med en individuell kapacitet på 0.7 kWh, eller totalt 4.97 kWh.
Sammanlagt 9600 € TTC. Det är denna konfiguration som vi kommer att använda som jämförelsegrund i studien motstående, och som vi kommer att kontrastera med ett autonomt solsystem med SUNCONNECT 3000-batterier, sammansatt av följande element:
- Ett förkopplat SUNCONNECT 3000-kort, med en Victron Multiplus-II 48V/3000VA inverter-laddare och dess RS 450/100 solcellsladdare
- Ett Pylontech US5000-batteri (eller motsvarande)
- 7x DENIM bi-glas solpaneler, med en total effekt på 3 KWp + golvmonteringsstöd.
För totalt ca 9400 € inklusive moms.
Ett batteri förvisso, men begränsat och underutnyttjat!
Om vi tittar närmare på de tekniska egenskaperna hos PLAYMAX-solstationer med inbyggda batterier, noterar vi att de senare uppvisar lägre prestanda, jämfört med ombordkapaciteten i kWh. Verkligen, med 7x PLAYMAX-stationer som ackumulerar nästan 5 kWh batteri, vi kämpar för att hitta mer än 840W maximal urladdningseffekt och endast 945W maximal laddning från alla paneler. Det här är lite, och motsvarar en underexploatering på nästan 6 (i själva verket har vi potentiellt 4900VA från 7x Hoymiles mikroväxelriktare, och batterierna kan inte hantera mer än 940VA, eller 5.44x mindre.
Hur kan en så låg prestationsnivå förklaras? Återigen är designen orsaken:
- Miniatyriseringen av komponenterna bakom panelerna: för att kunna integrera en DC/AC & DC/DC regulator (som kan ladda batteriet från solenergikällan) och en omvandlare som omvandlar likströmmen från batteriet till 230V mot hemmet, är det nödvändigt att välja kompakt , avledande komponenter mindre värme, och har därför en lägre elektrisk omvandlingspotential. Dessutom kräver IP65-designen av solcellsstationen att komponenterna har passiv (fläktlös) kylning. Det är därför omöjligt att ha 400VA DC/AC-konvertering i ett så litet format!
- Upprätthålla batteritid: Ju snabbare ett batteri laddas ur, desto mer kommer dess livslängd att påverkas (ökat inre motstånd = accelererad nedbrytning). Att begränsa urladdningsströmmen är ett tips för att optimera denna parameter och begränsa nedbrytningen. Genom att begränsa batteriets urladdningseffekt på detta sätt får vi en maximal urladdningshastighet på 0.27C. Med andra ord är beräkningen som följer:
135W (maximal laddningseffekt från SUNOLOGY-panelen till batteriet) / 37V (nominell batterispänning) = 3.64A. Hur får man ut urladdningshastighetsförhållandet? Vi dividerar 3.64A med den nominella kapaciteten, eller 19.2 Ah. Vi får därför 3.64/19.2 = 0.19C ungefär.
Jämfört med andra litiumbatterier, urladdningshastigheten är därför mycket lägre. Faktum är att på Pylontech-batterier har vi en kontinuerlig urladdningskapacitet på 0.5C (så på ett 100Ah-batteri kan vi ladda 50A vid 48V, eller runt 2500W, från panelerna), eller till och med 1C i flera minuter. Fördelen? Snabbare laddning och effektivare mobilisering av solenergi, allt utan påverkan på livslängden eftersom batterierna inte är designade för att utsättas för extrema temperaturer.
Sammanfattningsvis har PLAYMAX-batteriet följande nackdelar:
- Begränsning av laddningseffekten från solpanelerna till batteriet, vid 0.19C, jämfört med 1C för vanliga litiumbatterier.
- Maximal urladdningseffekt från batterierna till konsumenterna är mycket begränsad, vid 945W jämfört med 3000W för ett SUNCONNECT-system (varje PLAYMAX-modul kan endast utmata 135W för ett 0.7 kWh-batteri).
- Ingen överbelastningsförmåga (topp urladdning), till skillnad från en SUNCONNECT-lösning.
- Ingen inbyggd möjlighet att leverera ström direkt från batteriet hos AC-konsumenter, såvida inte en extern omvandlare köps. I så fall blir den maximala effekten 1470W jämfört med 3000W.
Batteri rimmar på autonomi? Inte så säker...
Dessutom fungerar inte SUNOLOGY-stationer i frånvaro av EDF. Med andra ord, i händelse av ett strömavbrott, systemet:
- Kommer inte längre att producera solenergi under dagen, batterierna kommer därför inte längre att laddas.
- Kommer inte längre att driva lasterna som den är ansluten till, genom sitt 16 eller 32A uttag mot huset. Ingen "backup"-funktion.
- Kommer endast att kunna användas som en "bärbar" boosterstation, via en ad hoc-omvandlare för att lägga till systemets redan höga belopp (139 €). För varje batteri behöver du dess AC-omvandlare, dvs 7x €129 = €1000! Helt klart otänkbart, särskilt när det gäller praktisk användning (varje batteri = varje omvandlare = icke-kumulativ effekt!).
Detta är uppenbarligen en stor nackdel, eftersom varje bra solsystem med ett batteri värd namnet per definition borde kunna fungera i "autarkiskt" läge, det vill säga i frånvaro av EDF-nätverket. Vad är poängen med att betala för batterier till ett sådant pris för att inte kunna använda dem under eventuella EDF-avbrott? Detta nämns inte någonstans på SUNOLOGY-egenskaperna, du måste fråga en tekniker för att få det olyckliga svaret, som fortfarande är dåligt argumenterat tekniskt. Frånvaron av drift av solcellsstationen utan EDF förklaras av "nätsäkerhet". Detta är falskt, eftersom självförsörjande solsystem som SUNCONNECT-system automatiskt frikopplas från EDF-nätverket, för att kunna återskapa ett "mini-grid" och återställa strömmen till hemmet. Verkligheten är att elektroniken som är inbäddad i SUNOLOGY-stationer inte är designad för att fungera i självförsörjning med energi, vilket vi kommer att se genom denna jämförelse av solstationer:
Det här är historien om ett batteri bakom en solpanel... och Arrhenius lag
År 1889 formulerade en svensk vetenskapsman och kemist en ekvation som vi än i dag använder för att modellera nedbrytningen av batterier eller kemiska processer, beroende på temperatur.
Arrhenius lag har en betydande inverkan på nedbrytningen av ett litiumjonbatteri, beroende på temperaturer. Enligt denna lag ökar hastigheten för kemiska reaktioner exponentiellt med stigande temperatur. Särskilt när det gäller litiumbatterier påskyndar höga temperaturer oönskade kemiska reaktioner inuti cellen, såsom elektrolytisk nedbrytning och tillväxt av metallavlagringar. Detta leder till en ökning av batteriets inre motstånd, en minskning av energilagringskapaciteten, och en minskning av batteriets livslängd, i bästa fall, och i värsta fall en termisk olycka (inre kortslutning, bildning av dendriter, etc.).
När vi vet att batteriet sitter precis bakom solpanelen uppstår en fråga. Är temperaturerna höga? Mittemot, en graf som representerar den typiska temperaturvariationen bakom en solpanel.
När vi vet att batterierna sitter direkt bakom solcellsmodulen, med lite isolering, kan vi lätt föreställa oss att just under sommarperioden, temperaturer överstiger vida 30-35°C. Detta är helt avgörande för livslängden för litiumcellerna som finns där, nyare studier har visat att en Att höja temperaturen på litiumbatterier till nivåer nära 60°C accelererade deras nedbrytning med en faktor 3.
När vi ser monteringsprocessen, av hög kvalitet, av solcellsstationerna är det ändå svårt att föreställa sig att en enkel termisk deflektor placerad under den tekniska plattformen som rymmer komponenterna, gör det möjligt att upprätthålla en optimal termisk amplitud för att garantera drift för 2500 cykler, eller 10 år, utan fel.
Dessutom noterar vi en annan teknisk inkonsekvens. Batteridatabladet anger att det är IP65 (tropicalized), vilket är logiskt och absolut nödvändigt för utomhusdrift, men SUNOLOGY citerar också un kylning "genom konvektion" (vilket är omöjligt om facket är vattentätt / IP65)
Den tekniska verkligheten är enkel. Batteriet måste vara IP65, att kunna placeras bakom en solpanel och stå emot korrosion kopplat till fukt, dåligt väder etc under dess livslängd. Argumentet för "naturlig konvektion" utan fläkt är därför helt enkelt säg att det kommer att kylas, eller värmas... beroende på elementen och årstiderna.
Men är det så allvarligt doktor? Batteriet är trots allt givet för 2500 cykler, eller 10 år av bra och lojal service! Det är verkligen svårt att exakt modellera inverkan på livslängden för ett litiumbatteri (det skulle redan vara nödvändigt att känna till kemin som används i solcellsstationen, som inte specificeras av tillverkaren, LFP, NMC, LCO?), dock, Två trender framträder tydligt:
- Batteriet kommer att försämras mycket snabbare i en design av denna typ, än i ett slutet tekniskt rum, vid en mer konstant temperatur.
- Riskerna för termiska fel kommer att öka på grund av dess användning under utomhusförhållanden, och detta på ett sätt som är direkt korrelerat till de termiska amplituder som batteriet upplever (exempel: värmeböljor på sommaren, negativa temperaturer på vintern).
- Batteriet kommer sannolikt att förlora ström vid temperaturer nära 0, vilket inte anges i solcellsstationens tekniska datablad. Med andra ord, vid -5°C kommer batteriet inte att kunna laddas från solpanelerna, för att bevara dess nedbrytning (i själva verket kan laddning av ett litiumjonbatteri vid negativa temperaturer skada det).
Slutsats av solstationsjämförelsen?
Om man ignorerar den (mycket) smarta marknadsföringsfanern, reklamvågen och det attraktiva utseendet på solstationskonceptet, kopplat till dess enkla implementering (trots uppenbara säkerhetsluckor), avslöjar en något djupgående teknisk analys undvika tekniska luckor och ogenomskinliga funktioner . På grund av dess höga pris jämfört med en autonom solcellslösning producerad enligt konstens regler, blir det svårt att se det verkliga mervärdet av denna typ av produkter, förutom dess relativa lätthet att implementera (vilket också kan vara en källa till begränsning, det bör komma ihåg). Dess brist på teknisk skalbarhet (ingen backup möjlig), komponenternas tvivelaktiga hållbarhet (särskilt batteriets livslängd) och laddnings-/urladdningskapaciteten för batterier som är alldeles för ofullständiga göra det till en produkt som är för dyr för dess inneboende tekniska värde.
Den enda verkliga fördelen enligt vår åsikt, i slutet av denna solstationsjämförelse, ligger i den estetiska och praktiska aspekten för dess genomförande...
