Et hybrid-system er et solcelleanlæg som kan oplade og aflade et batteri som er tilkoblet systemet. Der findes grundlæggende to forskellige systemer, DC eller AC koblet. Hvis der startes uden et eksisterende solcelleanlæg, vil det billigste være at anskaffe sig et DC-koblet hybrid-system. Hvis det er et eksisterende anlæg som ønsket udvidet til også at indeholde et batterilager for at kunne optimere sin egen solcelleproduktion, så kan et AC-koblet hybrid-system være at foretrække.
¶ DC-koblet batterisystem
Et DC koblet system betyder at opladning af batteriet sker igennem de tilkoblede solceller via en DC/DC konverter. Solcellerne er dermed det eneste som kan oplade batteriet. Med et DC-koblet system, kobles inverter ”direkte” på batteriet og og AC el-net. Det betyder at inverteren er istand til at oplade og aflade batteri samtidig med at inverter kan sende strøm ud på elnettet, som en standard net tilsluttet inverter. Derudover er inverter også istand til at styre solcellerne via en eller flere MPP regulatorer. Fordelen med en DC koblet løsning er at den lader direkte på batteriet samtidig med at den kan sende effekt ud på inverteren.
For at hybrid-systemet kan fungere automatisk, så skal der tilkobles en strømmåling, som kan måle hvorvidt der er overproduktion fra solcellerne i forhold til forbruget i bygningen.
Som ovenstående eksempel viser så kan BlueE fra KSTAR optimere egetforbruget og sørge for at sumstrømmen ud til el-nettet er 0. Dog kræves det at batteri ikke er opladet således, at der er kapacitet til at lagre overskuds energien. I ovenstående eksempel er der et forbrug på i alt 6 ampere fordelt på de 3 faser. Solcelleanlægget producerer 8 ampere hvoraf inverter sender de 6 ampere ud på elnettet for at modkompensere det samlede forbrug på 6 ampere og de overskydende 2 ampere sendes ned i batteriet.
¶ Fordele
Med disse systemer er at det er istand til at lade på batteriet samtidig med at inverteren sender AC effekt ud på nettet.
Eksempel: Der er installeret 6kwp solceller, og på en given dag, producerer solcellerne 5kwp. I installationen er der et forbrug på 3kW og hvis der er ledig kapacitet i batteriet så vil de sidste 2kW blive sendt ned i batteriet afhængig af indstillingen på inverteren.
Disse systemer er ofte lidt billigere da der kan spares en AC/DC konverter. Eksempler på rent DC koblede systemer er HUWAEI SUN2000-6KTL-M1/2.
¶ Ulemper
Det at systemet mangler en AC/DC konverter betyder at batteriet ikke kan oplades fra El-nettet direkte. Nogle producenter som f.eks HUAWEI har udvidelses moduler som givet mulighed for at oplade batteri direkte fra el-nettet.
En anden ulempe er at der ikke findes en backup som sikrer strøm i tilfælde af strømafbrydelse.
¶ AC-koblet batterisystem
Et AC koblet system indeholder grundlæggende en AC/DC og en DC/AC konverter som betyder at en sådant system kan monteres parallelt med et eksisterende solcelle anlæg.
¶ Fordele
Er der i installationen allerede monteret solceller med et standard nettilsluttet solcelleanlæg uden batteri, vil dette system være istand til at optimere ens egetforbrug ved at kunne oplade batteriet med overskudsproduktion og bruge det når solcellerne producerer mindre end forbruget. Systemet kan designes optimalt sammen med f.eks et 50kwp standard solcelle anlæg og et mindre 5kW AC koblet system.
En anden fordel er at systemet også kan monteres uden solceller og lade sig styre intelligent ud fra de aktuelle elpriser. F.eks at oplade batteriet når strømmen er billige og aflade når den er dyr.
Et rent AC-koblet system har nødvendigvis ikke en backup port og kan derfor ikke fungere som UPS til kritiske systemer.
Da systemet mangler en DC/DC konverter med indbygget MPPT tracker vil det også være konkurrence dygtig i pris.
¶ Ulemper
Det at der mangler en DC/DC konverter med indbygget MPPT tracker, betyder, at skal systemet anvendes til retrofit på at gammelt solcelle anlæg så kræver det en ny inverter den dag den gamle nettilsluttede inverter går i stykker.
¶ Hybrid-koblet batteri system
Et komplet hybrid koblet system indeholder begge systemer som beskrevet tidligere samt en backup port til at styre kritiske belastninger i tilfælde at strømudfald
¶ Fordele
Systemet kan anvendes som rent AC koblet samtidig med at det kan udbygges med egne solceller, hvis der ønskes et større system. Det kan styres intelligent ud fra optimering af egenproduktion til optimering ud fra elpriser. Dog kræver det at producenten arbejder med åbne protokoller.
¶ Ulemper
Det at systemet indeholder alle systemer medfører at prisen kan være lidt højere.
¶ En eller tre faset, hybrid eller standard nettilsluttet
Der er meget snak om hvornår der skal anvendes en- eller tre-faset solcelleløsning med en eller uden batteri. For at give et fornuftigt svar på dette er det vigtigt at vurdere følgende:
- Fasestrømsmåler eller summationsmåler
- Timeafregning eller straksafregning
- El bil
- Opvarmningskilde
¶ Fasestrømsmåler eller summationsmåler
Som tidligere beskrevet, vil det altid for solcelleejere, være en fordel at få skiftet sin afregningsmåler til en summationsmåler. Ved summationsmålereren bliver kunden afregnet for den samlede effekt ind og ud af installation og ikke afregnet pr fase.
En gennemsnitsfamilie på 2 voksne og 2 børn bruger typisk 4000 kWh på et år og en enlig ca. 1500 kwh, svarende til 11 kWh og 4 kWh om dagen. Dette forbrug kan igen deles op i forbrug pr time typiske ligger på:
Ved at kigge på ovenstående ses at det typiske timeforbrug pr time ligger på 0,1 til 0,8kw for en familie og 0,04-0,3kW for en enlig. Der er selvfølgelig større kortvarige belastninger som vaskemaskine, kaffemaskine, tørretumbler, ovn, kogeplader osv. som vil ligge på 1-2kw pr enhed. Så samlet set med samtidighedsfaktor vil en normal familie meget sjældent komme over et forbrug på 3kW.
Uanset om kunden vælger et solcelleanlæg med eller uden batteri så anbefales det at skifte til en summationsmåler. Ud fra et gennemsnitsforbrug, vil de fleste husstande kunne klare sig med et en-faset batteri-system løsning kombineret med et 3 faset smartmeter og spare merprisen på et 3 faset. Det skyldes at en den fasede kan levere 3,68kW på en fase, som på en summationsmåler ses som samlet effekt.
¶ Timeafregning eller straksafregning
Alle nye solcelle anlæg som opsættes idag vil være straksafregning (afregningsgruppe 3) imod anlæg fra perioden op til 2017 hvor det var timeafregning/nettoafregning. At det er straksafregning sætter nogle helt andre krav til solcelleanlægget. Det faktum at man tidligere havde en time til at forbruge og producere, gjorde at et standard solcelle anlæg gav en større gevinst end nu hvor det er straksafregning.
Det at solen skinner tilfældigt med regn, skydække og selvfølgelig også fra en skyfri himmel kombineret med at ens forbrug ikke er stabilt, vil faktisk betyde at et mindre batteri kan optimere ens egetforbrug.
SoftControl’s beregnings program benytter timeafregning til beregning af en solcelle anlægs tilbagebetalingstid. Det betyder at et standardsolcelleanlæg uden batteri kan være for optimistisk og et med batterisystem med sikkerhed for pessimistisk.
I nedenstående figur er der lavet en beregning på forskellen imellem timeafregning og straksafregning.
- Eksempel: Forbrug 1,6kWh på en time og solcelleproduktion på 1,6kWh
- Der er lavet en simulering over et typisk timeforbrug
- Som eksempel sættes Salgspris på el til 1 kr/kWh og Købspris til 2,5 kr/kWh
- På timeafregning går det lige op, samme forbrug indenfor timen
- På straks-afregning skal der købes 0,5kWh som koster 1,25 kr. og der sælges 0,5kWh som giver 0,5 kr. En omkostning på 0,75 kr.
- Straks-afregning uden batteri er dermed 75 øre dyrere end time-afregning pr. driftstime ved dette forbrug.
- Var solcelleanlæg med batteri ville det tage denne udjævning og der skulle købes for 0 kr. såfremt at der er plads på batteri.
¶ El bil
En el-bil har typisk et batteri på imellem 40 og 100kWh. En typisk bilist kører imellem 20-30000km/år svarende til et dagligt elforbrug 11-17kWh per dag som betyder at bilen skal lades minimum 2-4 gange om ugen. Er bilisten i den arbejdsdygtige alder vil bilen typisk kun være tilsluttet billader i de optimale solskinstimer i weekenden og efter 16-17 i hverdagene.
En typisk AC-billader, kan trække op til 32A og som standard er den sat til 16A, svarende til 11kW. Det er bilen som trækker ladestrømmen afhængig af hvad den får lov til at billader.
Ved at kigge på Figur 6 og Figur 7 ses at en normal familie med 2 børn og el-bil i grove træk vil være selvforsynende fra April-August med 6kWp og fra marts til midt oktober med 10kWp. For at dette skal være muligt kræver det en intelligent styring af billader i forhold til solcelleproduktion og endnu mere optimalt i kombination med styring ud fra elpriser. Det er vigtigt at billader justeres i ladestrøm (6-16A) ud fra den reelle solcelle produktion, eller overskudsproduktionen.
Ved 10kwp solceller skal der anvendes en 3 faset løsning, da der i gennemsnit vil være for mange dage som der produceres over 6kw og dermed en for lille udnyttelse af anlægget.
De typiske batterisystemer som der anvendes til private ligger i størrelsen 5-15kWh. Om denne batterikapacitet skal bruges til at oplade bilen, eller anvendes i de dyre timer til generelt forbrug afhænger af elpris om natten, valgt batterikapacitet og hvorvidt der er en styring som kan håndtere dette. Er der valgt et stort batteri med tilstrækkelig kapacitet til at oplade bilen kan en 3 faset hybridløsning være det rette valg hvis man har brug for at lade bilen hurtigt. Oplader man bilen dagligt og kan lade om natten hvor el prisen er lav og samtidig kan styre opladningsstrøm på bilen vil den 1 fasede hybrid løsning som stand alone være en god løsning da den er billigere.
¶ El opvarmning
Opvarmning af huse og så solceller vil aldrig være et optimalt match da solen producerer mest om sommeren og mindst når der er brug for opvarmning. Dog bliver husene bedre og bedre isoleret som vist i Tabel 1. Der er lavet et simpelt eksempel ud fra kunde case som ville have varmepumpe og brugte 4500liter olie i et hus på 186m2 (Huset er fra 1906, men renoveret lidt over tid).
Som det ses på Figur 11 er der relativt store effekttab i huset og det vil ikke være praktisk/økonomisk muligt at kunne indregne solceller med batterisystem som en vigtig kilde til at bidrage til opvarmning. Det skal derfor kun ses om et bidrag. Som tidligere nævnt vil et batteri være i størrelsesordenen 5-15kWh i en privatbolig, hvilket betyder at det kan oprette holde temperaturen i boligen i nogle ganske få timer i de kolde måneder.
I en situation med elvarmet bolig vil der være større argumenter for at have en 3 faset hybrid løsning, da der vil være perioder hvor den kører mere optimalt. Dog kræver et stort batteri da huset udover opvarmning har normal elforbrug. Derimod en 3 faset hybrid løsning kombineret med en intelligent styring som kan styre ud fra elpriser være at foretrække.
Sker opvarmningen via en varmepumpe, hvor den elektriske tilførte effekt kun er 33% vil en faset hybrid kombineret med en trefaset smartmeter og en intelligent styring være lige så god.
| U-values [W/ m2 °C] |
BR61 |
BR72 |
BR77 (1979)[1] |
BR82 |
BR85 (1986)[2] |
BR98 |
BR08 |
BR10 |
2015 |
2020 |
| Outer walls (>100kg/m2) |
1,1 |
1,0 |
0,4 |
0,4 |
0,35 |
0,3 |
0,3 |
0,29 |
0,2 |
0,1 |
| Outer walls (>100kg/m2) |
0,5 |
0,6 |
0,3 |
0,3 |
0,3 |
0,2 |
0,2 |
|
|
|
| Ceiling |
0,4 |
0,45 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,15 |
0,15 |
0,19 |
0,13 |
0,07 |
| Floor |
0,5 |
0,6 |
0,3 |
0,3 |
0,3 |
0,2 |
0,12 |
0,19 |
0,13 |
0,08 |
| Windows |
– |
2,9 |
2,9 |
2,9 |
2,9 |
1,8 |
1,5 |
1.78 |
1,4 |
1,0 |
Tabel 1 Overblik over isolerings grader for huse ud fra de enkelte bygnings regulativer.
