Udnyttelse af solcelle-el i énfamiliehus med batteri og varmepumpe - et Elforsk-projekt - Batterisystem

Batteriet er leveret af Lithium Balance og består af 15 stk LiFePO celler med en samlet nominel kapacitet på 4,8 kWh. Batteriet er tilsluttet elnettet via en SMA Sunny Island inverter, ligesom i et tidligere projekt. For at optimere virkningsgraden, blev der valgt en forholdsvis lille invertermodel, da der ellers ville blive for mange driftstimer med lav belastning. Dette er en generel problematik ved dimensionering af batterianlæg, da de enkelte husstande kan have meget stor variation i effektbehov hen over døgnet.

Lithium Balance har i projektet udviklet et batteri-management-system (BMS), som imidlertid har voldt mange kvaler. Det var således et tilbagevendende problem, at batteriet i perioder faldt ud, idet BMS-systemet koblede ud på underspænding/lav SOC (State of charge). Selv om der skulle komme sol den følgende dag efter udkoblingen, kommer opladningen ikke i gang, fordi SMA-inverteren skal bruge DC-spænding (altså spænding fra batteriet, som jo var afladt) til intern styring. På basis af disse erfaringer vil nyere systemer have mulighed for at blive forsynet med vekselstrøm (AC), så man undgår den fejlsituation.  

Et andet udkomme af projektet er, at Lithium Balance nu overvejer at benytte flere små invertere - fx 1 kW- og sætte dem i kaskade, så de kun kobles ind efter behov. De kan så sende strøm ud på den fase, der bruges mest el på. Dermed kunne virkningsgraden måske hæves i forhold til at køre med én større inverter.

Udfra erfaringen, at virkningsgraden er meget lav ved lav belastning, har Lithium Balance valgt, at der fremover benyttes en startværdi på omkring 100 W, så der slet ikke lades/aflades ved lavere effekter.

På basis af erfaringerne i det foregående og i nærværende projekt – arbejder Lithium Balance videre med et batteri, der kobles direkte til solcellerne vha. speciel elektronik – så strømmen altså forbliver jævnspænding (DC). Herved undgås et konverteringstrin og tabene herved. Den eksisterende vekselretter kan så både vekselrette strøm fra solceller og batteri.

Perspektiver for batterier

I fremtiden, med flere elbiler i villakvartererne, vil større solcelleanlæg kunne give et bidrag til transportsektoren, enten i tovejs vehicle-to-grid (V2G) løsninger (hvor el lagret i bil-batteriet kan bruges enten i egen husholdning eller sendes ud på elnettet) eller blot som ekstra mulighed for at bruge solcellestrøm til transport.

Batterier af den størrelse, der normalt anbefales, vil ofte være tømt efter kogespidsen om aftenen (den periode med højt elforbrug til blandt andet madlavning), og vil derfor kunne lagre el fra vindmøller (eller vandkraft) om natten. Om morgenen tømmes batteriet i morgenspidsen, så det er klar til at lagre dagens solcelle-strøm. 

Hvis nettariffen i fremtiden differentieres, fx ved spidslastbetaling i vinterhalvåret fra kl. 17-20, som allerede er indført i nogle netområder, vil det kunne give mening for forbrugerne (og el-samfundet) at benytte el fra batteri i denne periode.

I fremtiden vil der måske også blive indført betaling for den maksimale effekt (ind og ud) og ikke kun mængden af energi. At minimere husets maksimal-effekt vil kræve energifleksibilitet og/eller lagring af energi, og her er der gode perspektiver for batterierne.

Et perspektiv for fremtiden kunne desuden være, at batteriet lades direkte fra solcellerne – så strømmen altså forbliver jævnspænding (DC). Den eksisterende veksleretter kan så fortsat vekselrette strøm fra solceller til forbrug og salg, og fra batteriet til forbrug.