Solenergilagring: Från nätet vs. ansluten till nätet

I dagens värld kommer solenergi att fortsätta vara den första valet bland förnybara energilösningar som de flesta människor kommer att vända sig till. Att förstå de mest grundläggande typerna av system är viktigt. I detta avseende kommer vi att fokusera diskussionen på lagringssystem för solenergi, dvs. system som är frånskopplade från elnätet (off-grid) och system som är anslutna till elnätet (grid-tied). Off-grid-system är inte anslutna till det allmänna elnätet, medan grid-tied-system är det. Off-grid-system är energioberoende och består av solpaneler, batterier och omvandlare som tillfredsställer energibehovet. Grid-tied-system är beroende av det allmänna elnätet och har möjlighet att ta emot energi från nätet när solpanelernas effekt är låg, samt att återföra energi till nätet när produktionen är hög. Off-grid-system är idealiska för avlägsna områden där man inte har tillgång till elnätet, men dessa system kräver dock batteribanker för att lagra energi för natten och molniga perioder. I förorts- och stadsområden fungerar grid-tied-system bäst, eftersom dessa områden har tillgång till elnätet och inte behöver oroa sig för brist på el, även om de ibland kan ha batterilagring.

Tekniska fördelar med solenergilagringssystem för fristående drift

När det gäller oberoende energianvändning har solenergilagringssystem för fristående drift unika tekniska fördelar. Den viktigaste av dessa fördelar är fullständig energioberoende, vilket skyddar användare mot höga elräkningar, strömavbrott och varierande elavgifter. Systemen använder LiFePO4-batterier, som erbjuder över 6000 cykler och hållbarhet vid extrema temperaturer. De smarta batterihanteringssystemen (BMS) som är integrerade i batterierna täcker de vanligaste scenarierna för batterifel, nämligen överladdning, höga temperaturer och kortslutning.

Ett annat stort fördel är att solenergisystem utan anslutning till elnätet är skalbara. Avlägsna samhällen, landsbygdshem och kommersiella verksamheter på avlägsna platser kan installera ett solenergisystem utan anslutning till elnätet och senare utöka systemet med ytterligare batterier eller paneler för att möta ökad effektbehov. System utan anslutning till elnätet har också fördelen att vara tysta. Detta är viktigt på platser där solenergi är särskilt lämplig – till exempel i bostadsområden eller områden med hög känslighet för buller – eftersom dessa system innehåller högkvalitativa komponenter, kraftfulla litiumjonceller och effektiva elkretsar som minimerar underhållsbehovet.

Fördelar med nätanslutna solenergilagringssystem

När man överväger solenergilagringssystem kan nätanslutna solsystem ge användare fördelar som är särskilt tekniska till sin natur, sett ur hur de ansluts till elnätet. Ur ett tekniskt perspektiv är kostnadsbesparingar eller kostnadseffektivitet en stor incitamentfaktor: eftersom användare väljer att använda elnätet som en virtuell batteri kan de undvika stora lokala lagringssystem, vilket minskar kostnaderna. Dessa användare kan delta i nettomätning, vilket innebär att de säljer överskottsel tillbaka till elnätet. Detta leder till besparingar på deras energikostnader, och den totala återbetalningstiden för deras ursprungliga investering minskar. Sammantaget kan enkelheten i installationen tillskrivas frånvaron av reservgeneratorer eller stora batterisystem.

Dagens nätanslutna system kan utnyttja smart teknik, vilket ger användare möjlighet att se all energi som produceras, förbrukas och används i realtid i nätet. Denna möjlighet ger användaren chansen att optimera sin energianvändning så att de använder mer solenergi och mindre el från nätet. Detta minskar påfrestningen på nätet och ökar andelen förnybar energi, vilket utgör en form av nätstöd. Dessa system kan integreras i befintliga nätinfrastrukturer. De är certifierade enligt UL, CE och RoHS.

I daglig drift har fristående system varit avgörande för verksamheter i avlägsna områden. Systemets långa cykeltid och vädermotstånd säkerställde obegränsad energiförsörjning, vilket ersatte dyra dieselgeneratorer och eliminerade koldioxidutsläpp. Användare rapporterade förbättrad konsekvens och märkbara långsiktiga besparingar, vilket visar att systemet effektivt löste fristående energibehov.

Nätanslutna system har blivit populära bland stadsföretagare och hushåll. En liten butik installerade ett nätanslutet system och använde nettomätning för att spara 75 % av sin elräkning. Han använde affärsrelaterad övervakning i realtid för att flytta sina verksamhetsoperationer till timmar med högst solproduktion. Hushålls- och företagsägare uppskattar den automatiska omkopplingen mellan solenergi och nätström. Många påpekade att den extra solenergilagringen ökade deras fastighetsvärde.

Förståelse av prestanda och effektivitet

Det finns design- och användningsfallrelaterade skillnader mellan de två systemen. Friliggande system är beroende av panelernas effektivitet samt batteriets energi- och cykelkapacitet för lagring. LiFePO4-batterier föredras eftersom de har en bättre energi- och cykeltäthet. Effektiviteten hos solpaneler, som omvandlar solljus direkt till elektricitet, påverkar direkt systemets effekt. Kombinationen av bättre lagringskapacitet och omvandling minskar energiförluster och ger ett bättre system.

Nätanslutna system belastas inte med den extra lagringslogiken som krävs vid samordning med nätet. Deras verkningsgrad baseras på kompatibiliteten mellan paneler och växelriktare med nätet. En högkvalitativ växelriktare ger mindre energiförluster vid omvandlingen från likström till växelström för nätet. Nätavläsning ger en bättre verkningsgradspoäng beroende på gällande regler. Att balansera systemet mot användarens förbrukningsmönster ger bättre lagringsprestanda.

En översikt över långsiktig värde- och kostnadsjämförelse

Vid utvärdering av båda systemen är kostnadstransparens avgörande. Friliggande system kräver större initial investering på grund av batteribanker och reservkomponenter. Dessa kostnader kompenseras dock, eftersom kunderna inte behöver betala till elnätet, är skyddade mot stigande elpriser och – med en förväntad batterilivslängd på över 6000 cykler – garanteras låga totala kostnader över tid. Dessa system ger ovärderligt värde på platser där det inte finns tillgång till elnät.

System som är anslutna till elnätet har lägre startkostnader. De börjar betala sig direkt tack vare besparingar från netto-mätning. Återbetalningstiden för investeringen är kortare jämfört med system som inte är anslutna till nätet, på grund av minskade elkostnader. De är beroende av elnätets tillgänglighet och av netto-mätregler som fastställs av den ansvariga myndigheten. Detta gör att forskning kring lokal politik och elnätsreglering är viktig för långsiktig hållbarhet. Tekniken inom solenergi kommer att förbättras och kompensera för de stigande energikostnaderna för båda typerna av system.

Slutsats

Ur ett perspektiv av energioberoende är system som inte är anslutna till elnätet utmärkta. De är också pålitliga för avlägsna platser, och skydd mot elnätsproblem gör dem idealiska för landsbygd, avlägsna företag eller självförsörjning. Kostnadsbesparingar och förenklad installation gör dem utmärkta för tillgänglighet i både landsbygd och förorter. Överväg plats, energibehov, ekonomiska faktorer samt mål som satts för systemen vid valet. Att samarbeta med pålitliga tillverkare samt konsulter inom förnybar energi leder till ett välgrundat beslut. Båda systemen utvecklas tillsammans med batteritekniken och den ökande tillförlitligheten hos förnybar energi.