Energiespeicherung mit Solar-PV-Anlage

Was sind die Unterschiede zwischen Insel-, Hybrid-, Batterie- und konventionellen Solaranlagen? Wie lässt sich die Energiespeicherung mit Solarmodulen lösen?

Verschiedene Systeme und Energiespeicherung mit Solarmodulen

Der europäische Markt bietet eine große Auswahl an Solaranlagen, sowohl hinsichtlich der Marken als auch der technologischen Lösungen. Wir sind bestrebt, möglichst zuverlässige Systeme anzubieten, um den Strombedarf unserer Kunden zu decken und gleichzeitig etwas für unser Land und unsere Umwelt zu tun. Dazu gibt es viele Möglichkeiten. Hier sind die Unterschiede zwischen den verschiedenen Solaranlagen.

Zunächst betrachten wir die Arten von Systemen, die gebaut werden können, beginnend mit den beiden technisch vielleicht einfacheren, konventionellen und Inselanlagen, um dann zu den technischeren Feinheiten von Batterie- und Hybridanlagen überzugehen , wo wir etwas detaillierter auf die Methoden der verschiedenen Hersteller zur Energiespeicherung und -verwaltung eingehen.

Herkömmliche Solar-PV-Anlage

Die Funktionsweise einer konventionellen Solaranlage ist einfach. Die Solarmodule erzeugen Gleichstrom, der vom Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt wird. Der so erzeugte Strom wird entweder vollständig im Stromnetz des Gebäudes verbraucht oder der nicht verbrauchte Strom wird ins Netz zurückgespeist, d. h.:

• Solarmodule
• Wechselrichter
• Elektrisches System des Gebäudes
• Stromnetz

Mit Netzanschluss und Net Metering ist dieses Modell für die Bevölkerung optimal, aber auf Systemebene, langfristig und für viele Prosumer nicht nachhaltig, weshalb die Regelung in Ungarn geändert wurde. Wetterabhängige erneuerbare Energien sind heute auf Systemebene zeitgemäßer und besser steuerbar als Bruttomessung.

Kommen wir nun zu Solaranlagen, in die wir bereits Batterien integrieren.

Insel-Solar-PV-Anlage

Eine Insel-Solaranlage liefert Strom ohne Netzanschluss, beispielsweise bei einem vollständigen Stromausfall oder in einem Ferienhaus tief im Wald.

Der von den Solarmodulen erzeugte Gleichstrom wird dann in Wechselstrom umgewandelt, der dem Verbrauch entspricht, oder der nicht sofort verbrauchte Strom wird in Batteriepacks gespeichert, die später genutzt werden können, da kein Netzanschluss besteht. Auch bei einer Back-Watt-Solaranlage arbeiten wir mit Null-Export, sodass wir keine kWh ins Netz einspeisen. Wir versuchen, den Stromverbrauch vor Ort zu maximieren, indem wir den Eigenverbrauch reduzieren. Wir verwenden intelligente Zähler, um unser Grundstück zu überwachen, und unser Verbrauchsprofil versucht, unser Produktionsprofil abzudecken.

Der Nachteil dieses Systems ist seine Abhängigkeit von Batteriestrom, was schwierig sein kann, wenn wir nicht über genügend Kapazität verfügen, da wir nicht 100 % der Energie, die wir produzieren können, speichern können, oder wenn wir keine anderen Stromerzeugungsmöglichkeiten wie Wind- oder Dieselgeneratoren haben und somit ohne Strom dastehen. In der Regel verfügen unsere typischen Privatkunden über eine Batteriekapazität von 10 bis 20 kWh, wobei die Preise für diese Geräte sinken und steigen. Die Wechselrichter der MarkeDeyevon SOLARKIT sind Marktführer in Südafrika und Brasilien, wo Stromausfälle mehrere Stunden dauern können und ein zuverlässiges Insel- oder Hybridstromsystem erforderlich ist.

Der Vorteil eines netzunabhängigen Solarsystems besteht darin, dass wir in keiner Weise an den Dienstleister gebunden sind (Standort, Netzanschluss, Lizenzierung, verwendete Geräte).

So sieht unser System aus:

• Solarpanel
• Wechselrichter – Akku
• Gebäudeelektrik mit integriertem Smart Meter

Solarpanelsystem mit Batterien

Eine Batterie-Solaranlage ähnelt einer herkömmlichen Anlage, nur dass zusätzlich zu den Solarmodulen eine geladene Batterie den Gleichstrom für den Wechselrichter liefert, beispielsweise nachts.

Neuere Batteriesysteme verfügen über eine DC-DC-Schaltung (Gleichstrom), d. h. der Gleichstrom aus den Solarmodulen kann in die Batterie geladen werden (die Batterien speichern Gleichstrom), wodurch Umwandlungsverluste (DC-AC-DC-AC) vermieden werden und bei Überdimensionierung der Gleichstromseite mit maximalem Wechselrichterstrom auch Energie gespeichert werden kann.

Dann sieht unser System wie folgt aus:

• Solarpanel
• Wechselrichter – Batteriepaket
• Gebäudeelektrik integrierter Smartmeter
• Stromzähler
• Stromversorgungsnetz
• Null-Export (Rückstromschutz)

Die Batterien können mit verschiedenen Steuerungen, sogenannten Ladeprofilen,konfiguriert werden , die bei der Inbetriebnahme des Systems an die Bedürfnisse des Kunden angepasst werden können:

• Eigenverbrauch – primäre Batterieladung, sekundäre Ladung
• Netzversorgung – Primärladung, Sekundärladung der Batterie, kann bei deutlich überdimensionierter Gleichstromseite und zum Ausgleich interessant sein
• Zeitbasierte Konfiguration – periodische Programmierung der beiden oben genannten Profile, empfohlen für klare Energieverbrauchsprofile mit Bruttoabrechnung und Spitzen- und Talabrechnung

Der Vorteil einer batteriebetriebenen Solar-PV-Anlage besteht darin, dass wir die Lücke zwischen Stromverkauf und -kauf überbrücken können, indem wir den Eigenverbrauch in ungünstigeren Abrechnungssystemen als dem Bilanzsystem erhöhen. Jeder sollte über die Rentabilität einer Batterieerweiterung nachdenken und diese berechnen. Smartmeter können nachgerüstet werden, um das Energiemanagement Ihrer Immobilie zu optimieren.

Hybrid-Solaranlagen

Eine Hybrid-Solaranlage ist eine Anlage, die sowohl im Netzbetrieb als auch im Inselbetrieb (bei Stromausfall) betrieben werden kann.

Dann sieht Ihre Anlage wie folgt aus:

• Solarpanel
• Wechselrichter
• Batterie
• Stromzähler
• Stromversorgungsnetz
• Gebäudeelektrik mit integriertem Smart Meter
• Backup-Box (falls separat erforderlich, Details siehe unten)
• Schaltkreis für kritische Verbraucher (falls erforderlich, Details siehe unten)

Energiespeicher mit Solarmodulen

Sehen wir uns Batterielösungen verschiedener Herstelleran . Batterien sind eine Schlüsselkomponente für die Speicherung und Nutzung von Solarenergie, und weltweit gibt es viele verschiedene Lösungen.

Bei der Auswahl einer Batterie ist es wichtig, alle Aspekte zu berücksichtigen und eine Entscheidung auf der Grundlage der für uns wichtigsten Merkmale zu treffen, da wir sehen, dass verschiedene Hersteller ihre Lösungen ständig verbessern. Garantiezeit, Leistungserhalt der Batterie, Effizienz, modulare Erweiterbarkeit und Kompatibilität sind alles Faktoren, die bei der Auswahl zu berücksichtigen sind. Die Wahl der idealen Batterie gewährleistet eine effiziente und zuverlässige Speicherung der Sonnenenergie über einen langen Zeitraum. Bei SOLARKIT sind wir in unseren offiziellen Kooperationen bestrebt, unseren Kunden Lösungen anzubieten, aus denen jeder die für ihn passende auswählen kann, beispielsweise von Marken wie Huawei, SolaX oder Deye.

Im Folgenden werden wir zunächst das Hybridsystem mit dem Wechselrichter Huawei L1, M1 (bis zu 10 kW) vorstellen und anschließend auf die Wechselrichter und Batterien von Deye und SolaX eingehen, die ebenfalls bei SOLARKIT erhältlich sind.

Huawei LUNA-Batterie

Die Lösung von Huawei erfordert einen Wechselrichter, eine Batterie, eine Backup-Box und einen Smart Meter, um ein Hybridsystem zu erstellen. Die Batterie besteht aus zwei Teilen: Das Leistungsmodul übernimmt das Laden und die Energieabgabe, und die Batterie mit einer Kapazität von5 kWh kann einfach um bis zu 2 zusätzliche Module erweitert werden, sodass Sie je nach Bedarf eine Kapazität von 5 bis 15 kWh mit 3 Modulen in Reihe erreichen können.

Wenn Sie Strom sowohl aus dem Netz als auch aus der Batterie beziehen möchten, sollten Sie zusätzlich die Backup-Box erwerben , mit der Huawei-Wechselrichter (L1, M1) im Hybridmodus betrieben werden können.

In diesem Fall bleibt das Gerät mit zwei Wechselstromanschlüssen weiterhin primär mit dem Stromnetz des Gebäudes verbunden, während der sekundäre Anschluss an einen neu geschaffenen Stromkreis, den kritischen Lastkreis (im Folgenden als C.C.C. bezeichnet), erfolgt. Je nach Wechselrichter kann das Netz einphasig oder dreiphasig sein, aber der Notstromkreis ist in unserem Fall immer einphasig.

Bei vorhandener Netzspannung werden der primäre und der sekundäre Stromkreis wie in einer herkömmlichen Solar-PV-Anlage versorgt. Liegt keine Netzspannung an, werden beide Stromkreise abgeschaltet. Wenn unser System dies erkennt, beginnt es nach etwa 3 Sekunden mit der Stromerzeugung für den CFC, und nicht nur die kWh in der Batterie, sondern auch die Solarpanels, die Strom produzieren, werden weiter betrieben.

Bei der Auslegung des Stromkreises für kritische Verbraucher ist darauf zu achten, dass der maximale Ausgangsstrom der Backup-Box unter keinen Umständen überschritten wird.

Bei diesen Lösungen sollte man sich den RCD nicht als unterbrechungsfreie Stromversorgung vorstellen, sondern als sichere Reserve, mit der wir sicher sein können, dass das Haussicherheitssystem, die Beleuchtung, die Unterhaltungselektronik, die Kühlung und die Heizung mit Strom versorgt werden.

Deye-Wechselrichter und -Batterien

SOLARKIT vertreibt Deye-Technologien offiziell an die Öffentlichkeit und unsere Partner. Die Hybrid-Wechselrichter von Deye sind standardmäßig mit einer Backup-Box und einem Smart Meter ausgestattet und lassen sich problemlos an die firmeneigene Batterielösung anschließen. Darüber hinaus sind sie mit Dutzenden von Batteriemarken und sogar Wind- oder Dieselgeneratoren kompatibel. Wenn Sie sich für ein System mit Energiespeicher entscheiden , kann Ihr Wechselrichter innerhalb von 4 Millisekunden in den Inselbetrieb wechseln und sofort Strom aus der Batterie beziehen, sodass Sie ein vollwertiges unterbrechungsfreies System erhalten. Im Gegensatz zur Lösung von Huawei können wir dank der Phasenunsymmetrie-Fähigkeit des Wechselrichters im Falle eines Stromausfalls nicht nur den FI-Schutzschalter versorgen, sondern auch alle drei Phasen im Gebäude gleichzeitig.

Die einfache Konnektivität kann auch von Vorteil sein, wenn Sie zum Zeitpunkt der Installation noch keine Batterie an das System angeschlossen haben, dies aber später planen. Ein weiterer Vorteil ist, dass mehrere Wechselrichter und Batterien miteinander verbunden werden können, sodass wir die Lösungen von Deye für komplexe Anwendungen empfehlen können.

Im Jahr 2023 haben unser Geschäftsführer und unser Großhandelsleiter während eines mehrtägigen Werksbesuchs die offizielle Zusammenarbeit von SOLARKIT im europäischen Markt besprochen. Mehr über unsere Erfahrungen und die Lösungen von Deye erfahren Sie in unserem ausführlichen Artikel zu diesem Thema.

SolaX-Wechselrichter und -Batterien

SolaX ist ein weiterer unserer Kooperationspartner, der ebenfalls ein eigenes Energiespeichersystem entwickelt hat. Dank der integrierten Backup-Box ist der Wechselrichter ebenso wie die oben genannten Modelle in der Lage , eine unterbrechungsfreie Stromversorgung zu gewährleisten . In Verbindung mit einer Batterie kann auch hier eine vollständige Inselung mit einer Umschaltgeschwindigkeit von 0,01 Sekunden erreicht werden.Dank der LFP-Technologie (Lithium-Eisenphosphat) sind sie temperaturbeständiger und sicherer in der Installation. Mit einer Garantie von 10 Jahren und einer Entladetiefe von 90 % bieten sie ein hervorragendes Preis-Leistungs-Verhältnis.
Mehr über die Lösungen von Solax erfahren Sie in unserem Artikel über das Unternehmen.Insgesamt ist das Energiemanagement unserer Immobilie und unseres Landes eine äußerst komplexe Aufgabe und Herausforderung. Deshalb bieten wir Ihnen stets kostenlose professionelle Beratung, Vor-Ort-Begehungen und vertreiben mehrere Weltmarken. Mit über 3.500 installierten Solar-PV- und Wärmepumpenanlagen verfügen wir über die Erfahrung, um Ihnen zu helfen.