Optimal udnyttelse af solcelle-el i énfamiliehus

Hvordan kan elektricitet fra et solcelleanlæg udnyttes optimalt i et enfamiliehus? I en fuldskala-forsøgsopstilling leverer et solcelleanlæg elektricitet til en typisk families forbrug, til batterier og opvarmning af brugsvand. Hvordan udformes og styres et sådant energi-system optimalt i et enfamiliehus? Det skal projektet afklare.
Projektet har vist, at det ikke er uden vanskeligheder at indføre ny og avanceret teknologi i husholdningen. I det aktuelle tilfælde blev målene i projektet i det store hele nået, men der kom måske lidt overraskende resultater ud af det.
Projektbeskrivelse

Hvordan kan elektricitet produceret af et solcelleanlæg udnyttes optimalt i et enfamiliehus, så evt. overskudselektricitet lagres til senere brug i huset og først sendes på nettet, når det er mest optimalt? Det skal dette projekt gøre os klogere på:

Gennem en fuldskala-installation optimeres sammensætning, styring og drift af et solcelle -lagrings-system både teknisk, energimæssigt og  økonomisk. Som noget nyt afprøves og sammenlignes flere forskellige lagringsenheder  i projektet (batterier – varmepumper – lille varmelager) i et system, der opbygges i EnergyFlexHuset og forsynes med el fra solceller,  og med et forbrug, der simuleres svarende til forbruget i et énfamiliehus. Installationen afprøves i fuld-skala og der opsamles data gennem ca. et år. Projektet skal bl.a. munde ud i praktiske retningslinjer og beregningsmetoder for fremtidens kommercielle energilagrings- og styringssystemer i enfamiliehuse.

Resultater

Projektet har vist, at det ikke er uden vanskeligheder at indføre ny og avanceret teknologi i husholdningen. I det aktuelle tilfælde blev målene i projektet i det store hele nået, men der kom måske lidt overraskende resultater ud af det. Forsøget med varmepumpen viste for eksempel, at det ikke var så let at gemme energi i form af varmt vand som forventet, men det har efterfølgende vist sig, at der findes andre varmepumper/beholdere på markedet, som er bedre egnede til dette.

Forsøget med det første batterisystem viste en fremragende funktion af selve batteriet, men en mere tvivlsom funktion af inverteren. Det er muligt, at en mere optimal dimensi-onering kunne have rykket billedet i en mere positiv retning, men man kan alligevel konkludere, at det er uhyre vigtigt, at der ikke er for store tab i effektelektronikken i de lange perioder, hvor systemet kører med lav belastning eller er i standby-mode.

Forsøget med det andet batterisystem viste, at det var vanskeligt overhovedet at få adgang til produkter med fuld dokumentation og funktionsduelighed i forhold til li-batterier. Det viste sig også, at forbruget ikke bare er et spørgsmål om effekt, men også reaktive og harmoniske strømme, som kan give anledning til alvorlig fejlmåling.

De temmelig lave cyklus-virkningsgrader, der er målt på begge systemer, stiller et alvorligt spørgsmålstegn ved hvor energirigtigt det i praksis er at gemme egen solcellestrøm til senere forbrug. Kun om vinteren vil tabet til dels komme bygningen til gode. Endvidere vil økonomien blive forringet med 20 - 30 % i forhold til de idealiserede regnestykker, der figurerer fra forskellig side. Der er således god grund til nærmere at undersøge andre og lignende hybridinvertere end de i projektet benyttede, så forbrugere og forhandlere kan blive bedre i stand til at træffe de rette beslutninger.

Baseret på projektets erfaringer samt et grundigt tysk studie kan man opstille følgende anbefalinger for energilagre sammen med solcelleanlæg:

  • En teknisk og økonomisk fornuftig batteristørrelse er på cirka 1 kWh effektivt bat-terilager pr. kW installeret PV-effekt
  • Alternativt kan batteriet dimensioneres til at dække natforbruget af el, hvis dette er kendt
  • AC/DC-batterikonverter op til 3,6 kW er tilstrækkelig i 6 kW PV-anlæg, hvis det er en enfaset type (billigst, men ikke optimal for afregningsgruppe 4)
  • En trefaset batterikonverter er at foretrække, især til større anlæg og gerne ved afregningsgruppe 2
  • Simple strømtænger er ikke så velegnede som ægte energimålere, når det gælder om at minimere import/eksport fra solcelleanlæg til nettet
  • Termiske energilagre skal vælges og driftes med omhu

Key figures

Periode:
2014 - 2016
Bevillingsår:
2014
Egen finansiering:
0,91 mio.
Støttebeløb:
1,09 mio.
Støtteprocent:
54 %
Projektbudget:
2,00 mio.

Kategori

Program
ELFORSK
Fælles overordnet teknologiområde
Energieffektivitet
Projekttype
Forskning
Journalnummer
ELFORSK 346-012

Deltagere

Teknologisk Institut (Main Responsible)
Partner og Økonomi
Partner Tilskud Eget bidrag
GAIA SOLAR A/S
Lithium Balance A/S

Energiforskning.dk - en fælles informationsportal for energiteknologiske forsknings- og udviklingsprogrammer.

Logo innovationsfonden
Logo for EUDP
Logo for elforsk