Güneş istasyonu karşılaştırması: (pahalı) bir özerklik yanılsaması mı?
Güneş istasyonlarının gizemini biraz aydınlatalım….
Güneş enerjisi istasyonu kWP başına daha mı ucuz?
Şimdilik 7x istasyonun maliyeti şu ana kadar geliyor Vergiler dahil 5473 €, piller HARİÇ. Bu bize kWp başına 5473 / 2.98 = maliyet verir. İlk bakışta oldukça doğru olan kWp başına 1836 €. Ancak bu ne ölçüde “klasik” bir çözümle karşılaştırılabilir? tip kiti dahil Büyük bir markadan merkezi invertör (Örneğin Sungrow), benzer paneller ve zemin yapıları? Performans ve üretim menşei açısından eşdeğer bileşenlere sahip böyle bir 3 kWp kit (DENIM çift yüzlü paneller, SUNGROW Asya invertörü, zemin kurulum yapısı) Vergi dahil 3770 € veya kWP başına 1250 € tutarında bir fiyat görüntüler. %48'lik bir farkı haklı çıkarmak zor!
İhmal edilen bir faktör olan yıldırım riski:
Bu nedenle güneş enerjisi istasyonu çözümünün çok daha pahalı olduğu açıkça görülüyorSistemin uygulanmasının basitleştirilmesi dışında herhangi bir gerekçe olmaksızın. Bu basitlik bazen yanıltıcı olabiliyor çünkü standart bir güneş enerjisi kiti, özellikle paratoner gibi korumalar içeriyor. Yıldırım durumunda korumalı bir invertör ile patlamış bir invertör arasındaki farkı yaratabilecek olan. Güneş enerjisi istasyonlarında bu tür bir koruma entegre değildir. Entegre aşırı gerilim arestörlü (P1) koruma kutusunun karşısındaki örnek:
SUNOLOJİ kendi sitesinde açıklıyor ancak bu aşırı gerilim koruyucunun varlığı gerekli değildir, bağlantı soketi ile panel (ve mikro invertörü) arasındaki kısa mesafe göz önüne alındığında. Çok pratik ve önyükleme tasarrufu sağlıyor. Ayrıca, aşırı gerilim koruyucunun entegrasyonu "tak ve çalıştır" bağlantı konseptini imkansız hale getirecektir. Teknik argüman aşağıdaki gibidir:
Ortaya çıkan argüman, döngü indüksiyon olgusunun (“indüklenmiş döngü”) yokluğudur. Bu yanlış ve yanıltıcıdır. Öncelikle kablo DC (doğru akım) değil, mikro invertör olduğundan AC 230V alternatif akımdır. Panelin arkasında, güneş panelinden gelen doğru akımı hassas bir şekilde alternatif akıma dönüştüren ve bu akım sokete enjekte edilecek. Ek olarak, tek bir AC kablosunda değil, DC solar kablo devrelerinde indüklenen bir döngü meydana gelir. (güneş istasyonundan çıkan). Dolayısıyla bu durumda, SUNOLOGY ile tanım gereği indüklenmiş döngülere sahip olmak imkansızdır! Bu nedenle parafudrlardan muafiyet için öne sürülen argüman teknik olarak geçersizdir ve hatta kullanıcı için tehlikeli derecede yanıltıcıdır. (özellikle HOYMILES gibi mikro invertör üreticilerinin aşırı gerilim kaynaklı garantileri reddettiğini dikkate alırsak!).
Son olarak ana elektrik dağıtım panelinizde aşırı gerilim koruyucu bulunmadığında, ona bağlı tüm cihazlar (güneş santraliniz dahil) (harici!) soket ile panel arasındaki son mesafe ne olursa olsun, indüklenen aşırı gerilimlere (=yıldırım) karşı savunmasız olacaktır. Burada AC tipi aşırı gerilim koruyuculardan bahsediyoruz, yani mikro invertörler, bilgisayarlar vb. ekipmanları koruyabilen. Fransız fotovoltaik UTE standardı, yıldırım yoğunluğunun > 2.5 olduğu durumlarda AC tarafında aşırı gerilim arestörlerinin kullanılmasını önerir!
Akü modülü başına kWh başına fiyat çok yüksek:
Bu güneş enerjisi istasyonlarının her birinin arkasında bir lityum pil bulunabileceğini ancak ayrı ayrı sipariş edilmesi gerektiğini lütfen unutmayın. Pil paketi 0.7 kWh 580€ olarak gösteriliyor, bu da bizi brüt kWh yapar (%90 DOD düşmeden) 580 / 0.7 = kWh başına 828 €. Bu fiyat, mevcut piyasadaki herhangi bir lityum pil türüyle (Pylontech, DEYE) karşılaştırıldığında zaten çok yüksek. Ancak dikkatli olun, savunması için sistemin DC/AC dönüştürücüsü vardır, bu diğer pillerde yoktur, bu nedenle maliyetin genel bir görünümü için eklenmesi gerekecektir.
Brüt kWh cinsinden hesaplanan pil, DEYE lityum pilden çok daha pahalıdır ve ömrü 2, hatta 3 kat daha uzun olan TESVOLT piline eşdeğerdir. Ancak dikkatli olun; burada SUNOLOGY MAX'ın geçerli olduğunu bilerek her bir pil türünün kWh başına BRÜT fiyatını karşılaştırıyoruz. AC/DC dönüştürücüsü var ve diğerleri yok (bunlar bir invertör-şarj cihazının eklenmesi gereken çıplak pillerdir), daha sonra her sistem için invertör-şarj cihazının genel maliyetini inceleyeceğiz.
Sonuç olarak, bir sistemin toplam maliyeti SUNOLOGY PLAYMAX 3 kWp, 5 kWH depolama, yani 7x paralel bağlı istasyone, aşağıdaki gibi parçalanır:
– 7x SUNOLOGY MAX istasyonu, 2.98 kWp'lik maksimum güce sahip. HOYMILES marka mikro invertörü entegre eden her istasyon,'açıklanmayan güç (350 veya 400VA?)
– Bireysel kapasiteye sahip 7x PLAYMAX pil 0.7 kWh veya toplam 4.97 kWh.
Toplama 9600 € TTC. Karşıdaki çalışmada karşılaştırma için temel olarak kullanacağımız ve aşağıdaki unsurlardan oluşan SUNCONNECT 3000 pillere sahip otonom bir güneş sistemiyle karşılaştıracağımız bu konfigürasyondur:
- Önceden kablolanmış bir SUNCONNECT 3000 kartı, Victron Multiplus-II 48V/3000VA invertör şarj cihazı ve RS 450/100 solar şarj cihazı ile
- Bir Pylontech US5000 pil (veya eşdeğeri)
- 7x DENIM çift camlı güneş panelleri, toplam 3 KWp + zemin montaj desteklerine sahip.
Toplamda yaklaşık olarak Vergi dahil 9400 €.
Kesinlikle bir pil, ancak kısıtlı ve az kullanılmış!
Entegre akülü PLAYMAX güneş enerjisi istasyonlarının teknik özelliklerine daha yakından baktığımızda, ikincisinin, kWh cinsinden yerleşik kapasiteyle karşılaştırıldığında daha düşük performans sergilediğini görüyoruz. Aslında, Yaklaşık 7 kWh pil biriktiren 5x PLAYMAX istasyonuyla, tüm panellerden 840W'tan fazla maksimum deşarj gücü ve yalnızca 945W maksimum şarj bulmakta zorlanıyoruz. Bu çok az ve yaklaşık 6'lık bir yetersiz kullanım faktörüne karşılık gelir (aslında, 4900x Hoymiles mikro invertörlerinden potansiyel olarak 7VA'ya sahibiz ve piller 940VA'dan fazlasını veya 5.44x daha azını kaldırabilecek kapasitede değil.
Bu kadar düşük bir performans nasıl açıklanabilir? Sebep yine tasarımdır:
- Panellerin arkasındaki bileşenlerin minyatürleştirilmesi: DC/AC ve DC/DC regülatör (bataryayı güneş kaynağından şarj edebilen) ve bataryadan gelen doğru akımı eve doğru 230V'a dönüştürecek bir dönüştürücü entegre edebilmek için kompakt modellerin tercih edilmesi gerekmektedir. enerji tüketen bileşenler daha az ısıya sahiptir ve dolayısıyla daha düşük bir elektrik dönüşüm potansiyeline sahiptir. Ayrıca güneş enerjisi istasyonunun IP65 tasarımı, bileşenlerin pasif (fansız) soğutmaya sahip olmasını gerektirir. Bu nedenle bu kadar küçük bir formatta 400VA DC/AC dönüşümüne sahip olmak imkansızdır!
- Pil ömrünün korunması: Pil ne kadar çabuk boşalırsa ömrü de o kadar etkilenir (artan iç direnç = daha hızlı bozulma). Deşarj akımının sınırlandırılması, bu parametreyi optimize etmek ve bozulmayı sınırlamak için bir ipucudur. Pilin deşarj gücünü bu şekilde sınırlayarak maksimum 0.27C deşarj oranı elde ediyoruz. Başka bir deyişle hesaplama şu şekildedir:
135W (SUNOLOGY panelinden aküye giden maksimum şarj gücü) / 37V (nominal akü voltajı) = 3.64A. Deşarj hızı oranı nasıl alınır? 3.64A'yı nominal kapasiteye veya 19.2 Ah'ye bölüyoruz. Bu nedenle 3.64/19.2 = yaklaşık 0.19C elde ederiz.
Diğer lityum pillerle karşılaştırıldığında, bu nedenle deşarj oranı çok daha düşüktür. Aslında, Pylontech akülerde 0.5C'lik sürekli bir deşarj kapasitemiz var (yani 100Ah'lik bir aküde, 50A'yı 48V'de veya 2500W civarında panellerden şarj edebiliriz), hatta birkaç dakika boyunca 1C'de şarj edebiliriz. Avantaj? Piller aşırı sıcaklıklara maruz kalacak şekilde tasarlanmadığından, ömrü etkilemeden daha hızlı şarj ve güneş enerjisinin daha verimli mobilizasyonu.
Sonuç olarak PLAYMAX pilinin aşağıdaki dezavantajları vardır:
- Güneş panellerinden aküye giden şarj gücünün 0.19C'de kısıtlanması, standart lityum piller için 1C ile karşılaştırıldığında.
- Pillerden tüketicilere maksimum deşarj gücü çok sınırlıdır, SUNCONNECT sistemi için 945 W ile karşılaştırıldığında 3000 W (her PLAYMAX modülü 135 kWh pil için yalnızca 0.7 W sağlayabilir).
- Aşırı yük kapasitesi yok SUNCONNECT çözümünün aksine (tepe deşarjı).
- Doğrudan AC tüketicilerinin pillerinden güç sağlama olanağının olmaması, harici bir dönüştürücü satın alınmadığı sürece. Bu durumda maksimum güç 1470W'a kıyasla 3000W olacaktır.
Pil özerklikle kafiyeli mi? Pek emin değilim ...
Ayrıca SUNOLOGY istasyonları EDF olmadığında çalışmaz. Yani elektrik kesintisi durumunda sistem:
- Artık gündüzleri güneş enerjisi üretmeyecek, bu nedenle piller artık şarj edilmeyecektir.
- Artık bağlı olduğu yüklere güç vermeyecek, 16 veya 32A soketinden eve doğru. “Yedekleme” fonksiyonu yok.
- Sadece “taşınabilir” hidrofor istasyonu olarak kullanılabilecek, Sistemin zaten yüksek olan miktarına (139 €) ek olarak özel bir dönüştürücü aracılığıyla. Her pil için kendi AC dönüştürücüsüne ihtiyacınız olacak, yani 7x 129 € = 1000 €! Özellikle kullanım kolaylığı açısından kesinlikle düşünülemez (her pil = her dönüştürücü = birikimli olmayan güç!).
Bu açıkça büyük bir dezavantajdır, çünkü tanım gereği, ismine layık bir bataryaya sahip herhangi bir iyi güneş enerjisi sisteminin "otarşik" modda, yani EDF ağının yokluğunda çalışabilmesi gerekir. Olası bir EDF kesintisinde pilleri kullanamayacak kadar yüksek ücretler ödemenin ne anlamı var? SUNOLOGY özelliklerinin hiçbir yerinde bundan bahsedilmiyor, teknik olarak hala yeterince tartışılmayan talihsiz cevabı almak için bir teknisyene sormanız gerekiyor. EDF'siz güneş enerjisi istasyonunun çalışmaması “ağ güvenliği” ile açıklanmaktadır. Bu yanlıştır, çünkü SUNCONNECT sistemleri gibi kendi kendine yeten güneş enerjisi sistemleri, bir "mini şebekeyi" yeniden oluşturabilmek ve evin elektriğini geri yükleyebilmek için EDF ağından otomatik olarak ayrılır. Gerçek şu ki, SUNOLOGY istasyonlarına yerleştirilmiş elektronikler, bu güneş enerjisi istasyonu karşılaştırmasında da göreceğimiz gibi, doğası gereği enerjide kendi kendine yeterlilikle çalışacak şekilde tasarlanmamıştır:
Bu bir güneş panelinin arkasındaki pilin ve Arrhenius yasasının hikayesidir.
1889'da İsveçli bir bilim adamı ve kimyager, sıcaklığa bağlı olarak pillerin veya kimyasal süreçlerin bozunmasını modellemek için bugün hala kullandığımız bir denklemi formüle etti.
Arrhenius yasasının, sıcaklığa bağlı olarak lityum iyon pilin bozulması üzerinde önemli bir etkisi vardır. Bu yasaya göre kimyasal reaksiyonların hızı artar. artan sıcaklıkla birlikte üstel olarak. Özellikle lityum pillerde, yüksek sıcaklıklar hücre içinde elektrolitik ayrışma ve metal birikintilerinin büyümesi gibi istenmeyen kimyasal reaksiyonları hızlandırır. Bu durum pilin iç direncinin artmasına, enerji depolama kapasitesinin azalmasına, ve en iyi ihtimalle pilin kullanım ömrünün azalması ve en kötü ihtimalle termal bir kaza (dahili kısa devre, dendrit oluşumu vb.).
Pilin güneş panelinin hemen arkasında yer aldığını bildiğimizde bir soru ortaya çıkıyor. Sıcaklıklar yüksek mi? Karşısında, temsil eden bir grafik Bir güneş panelinin arkasındaki tipik sıcaklık değişimi.
Pillerin güneş modülünün hemen arkasında, çok az yalıtımla bulunduğunu bildiğimizde, özellikle yaz döneminde şunu rahatlıkla hayal edebiliriz: Sıcaklıklar 30-35°C'nin çok üzerindedir. Bu, orada bulunan lityum hücrelerin ömrü açısından kesinlikle kritik öneme sahiptir; son araştırmalar, Lityum pillerin sıcaklığının 60°C'ye yakın seviyelere yükseltilmesi, bozulmalarını 3 kat hızlandırdı.
Güneş enerjisi istasyonlarının yüksek kaliteli montaj sürecini gördüğümüzde, bileşenleri barındıran teknik platformun altına yerleştirilen basit bir termal deflektörün, uzun süre çalışmayı garanti etmek için optimum termal genliği korumayı mümkün kıldığını hayal etmek zordur. 2500 döngü veya 10 yıl, hatasız.
Ayrıca, başka bir teknik tutarsızlığa da dikkat çekiyoruz. Pil veri sayfasında IP65 (tropikal) olduğu belirtiliyorBu, dış mekanda çalıştırma için mantıklı ve kesinlikle gereklidir, ancak SUNOLOGY ayrıca alıntı yapıyor un “konveksiyonla” soğutma (bölme su geçirmez / IP65 ise bu mümkün değildir)
Teknik gerçeklik basittir. Pil IP65 olmalıdır, Bir güneş panelinin arkasına yerleştirilebilmeli ve kullanım ömrü boyunca nem, kötü hava koşulları vb. kaynaklı korozyona karşı dayanıklı olmalıdır. Bu nedenle fansız “doğal konveksiyon” argümanı şu anlama gelir: Elementlere ve mevsimlere bağlı olarak soğuyacağını ya da ısınacağını söylüyorlar.
Ama durum o kadar ciddi mi Doktor? Sonuçta, pil 2500 döngü veya 10 yıllık iyi ve sadık hizmet karşılığında verilmektedir! Bir lityum pilin kullanım ömrü üzerindeki etkisini doğru bir şekilde modellemek gerçekten zordur (güneş enerjisi istasyonunda kullanılan ve üretici, LFP, NMC, LCO tarafından belirtilmeyen kimyayı bilmek zaten gerekli olurdu), ancak, iki eğilim açıkça ortaya çıkıyor:
- Bu tip bir tasarımda pil çok daha çabuk bozulacaktır., kapalı bir teknik odaya göre daha sabit bir sıcaklıkta.
- Termal arıza riskleri artacak Dış mekan koşullarında kullanılmasından kaynaklanmaktadır ve bu, pilin deneyimlediği termal genliklerle doğrudan ilişkilidir (örneğin: yazın sıcak hava dalgaları, kışın negatif sıcaklıklar).
- Pil muhtemelen 0'a yakın sıcaklıklarda güç kaybı yaşayacaktır.güneş enerjisi istasyonunun teknik veri sayfalarında belirtilmeyen. Başka bir deyişle, -5°C'de pil, bozulmasını korumak için güneş panellerinden şarj edilemeyecektir (aslında bir lityum iyon pili negatif sıcaklıklarda şarj etmek ona zarar verebilir).
Güneş enerjisi istasyonu karşılaştırmasının sonucu?
(Çok) akıllı pazarlama maskesini, reklam dalgasını ve uygulama kolaylığıyla (bariz güvenlik boşluklarına rağmen) bağlantılı güneş enerjisi istasyonu konseptinin çekici görünümünü göz ardı ederek, biraz derinlemesine bir teknik analiz, teknik boşluklardan ve şeffaf olmayan özelliklerden kaçınıldığını ortaya koyuyor . Tekniğin kurallarına göre üretilen otonom güneş enerjisi çözümüne kıyasla yüksek fiyatı nedeniyle, bu tür bir ürünün, göreceli uygulama kolaylığı dışında (ki bu aynı zamanda bir endişe kaynağı da olabilir) gerçek katma değerini görmek zorlaşmaktadır. kısıtlamanın hatırlanması gerekir). Teknik ölçeklenebilirlik eksikliği (yedekleme mümkün değil), şüpheli bileşen dayanıklılığı (özellikle pil ömrü) ve çok eksik pil şarj/deşarj özellikleri onu asıl teknik değeri için çok pahalı bir ürün haline getirin.
Bu güneş enerjisi istasyonu karşılaştırmasının sonunda bize göre tek gerçek avantaj, uygulamasının estetik ve pratik yönüdür….
