Pe piață încep să apară din ce în ce mai multe modele de invertoare care pot gestiona baterii cu litiu.
Tehnologia de stocare a energiei utilizând acumulatorii Li-ion devine din ce în ce mai relevantă în sectorul fotovoltaic rezidențial, grație numeroaselor beneficii pe care le oferă în comparație cu bateriile tradiționale cu plumb-acid.
Densitatea energetică îmbunătățită, eficiența, adâncimea de descărcare, durata de viață, lipsa întreținerii… lista este lungă.
În cadrul acestui articol, vom dezvălui motivele pentru care utilizarea bateriilor cu litiu într-un sistem fotovoltaic pentru autoconsum reprezintă o alegere benefică. De asemenea, vom discuta despre concepte esențiale precum diferența dintre bateriile de înaltă tensiune și cele de joasă tensiune. În plus, vom elabora o listă completă cu invertoarele compatibile cu acest sistem de stocare.
Nu doriți să ratați toate aceste informații, nu-i așa?
Să începem cu informațiile esențiale: de ce este avantajos să instalați baterii solare în locuința dumneavoastră?
Care este rolul bateriilor solare în sistemele fotovoltaice?
Există motive solide pentru a investi în baterii pentru sistemul dvs. fotovoltaic. Acumulatorii sau bateriile sunt dispozitive care vă permit să „stocați electricitatea”. De fapt, procesul este un pic mai complex, deoarece bateriile acumulează energia sub formă de energie chimică, care ulterior, prin procedee electrochimice, este convertită din nou în energie electrică.
Dar de ce ați avea nevoie să stocați energia electrică?
„Extinderea” curbei de autoconsum
Dacă aveți panouri fotovoltaice pe acoperișul casei sau luați în considerare instalarea lor, curba lor de producție nu va fi niciodată perfect compatibilă cu cea de consum a locuinței. Bateriile sau acumulatorii permit practic stocarea acestor excedente pentru a le autoconsuma mai târziu.
Pentru a înțelege mai bine, analizați exemplul din imaginea de mai jos. Această situație se referă la un caz real în care echipa noastră a realizat o instalație fotovoltaică și a evaluat producția și consumul de energie electrică FĂRĂ utilizarea bateriilor.
Ofertă de preț pentru sistem fotovoltaic cu acumulatori
Toate instalațiile trebuie dimensionate astfel încât procentul de autoconsum să fie cât mai mare posibil. Adică să consumați cea mai mare parte a energiei generate de instalația dvs. fotovoltaică. În acest caz, o parte din consumul ridicat va avea loc în orele de producție maximă… Succes total! și o instalație care se va rentabiliza într-un timp scurt.
Cu toate acestea, din cauza curbelor diferite de consum ale fiecărui utilizator, nu întotdeauna este posibil să se obțină un astfel de rezultat.
Totuși, chiar și în cazul acestui client, care prezintă o curba de consum ce se potrivește perfect cu producția solară, există beneficii în instalarea bateriilor. Prin instalarea bateriilor, clientul ar putea beneficia parțial sau în totalitate de excedentul de producție solară verde. Astfel, energia excedentară ar putea fi utilizată pentru acoperirea consumurilor maxime în timpul dimineții și al serii, evidențiate în culoare roșie, în afara orelor în care clientul utilizează energia produsă autonom.
Beneficiați de o economie mai mare și de o reducere a expunerii la creșterile de prețuri ale energiei electrice
Este evident că investiția necesară pentru o instalație fotovoltaică cu baterii este mai mare. Cu toate acestea, rentabilitatea totală a acesteia, adică banii pe care i-ați economisit în electricitate pe întreaga durată de viață a sistemului, este de asemenea mai mare. Instalarea bateriilor presupune o abordare pe termen lung a investiției, în care se evaluează atent costurile, beneficiile și rentabilitatea.
În plus, există factori care contribuie la creșterea atractivității investiției în baterii, cum ar fi creșterea constantă a prețurilor energiei electrice sau modificările recente ale facturilor de energie electrică. Având în vedere acești factori, bateriile devin o opțiune tot mai interesantă pentru a reduce costurile cu energia electrică și a vă proteja împotriva variațiilor de preț pe termen lung.
Ce este un invertor „hibrid” sau un „invertor/încărcător”?
Explorarea universului fotovoltaic poate fi uneori o provocare, în special pentru cei care nu au cunoștințe minime în domeniu. Cu toate acestea, chiar și specialiștii din acest domeniu trebuie să se formeze în mod continuu, dat fiind diversitatea vastă a producătorilor și a tehnologiilor disponibile.
Rolul unui invertor este de a transforma curentul continuu (CC) în curent alternativ (CA), pe care îl consumă dispozitivele dintr-o casă. În plus, optimizează energia și monitorizează performanța energetică a sistemului fotovoltaic, identificând orice probleme care ar putea apărea.
Fără îndoială, invertorul este „inima” unei instalații fotovoltaice.
Un invertor „hibrid” este un dispozitiv care are capacitatea de a gestiona și bateriile, pe lângă funcția sa principală de a gestiona energia produsă de panourile solare. În timp ce invertoarele convenționale gestionează doar energia produsă de panouri, un invertor hibrid pentru un sistem on-grid (conectat la rețea) poate gestiona simultan energia provenită de la panourile solare, baterii și rețeaua electrică.
Atunci când discutăm despre baterii, există un alt tip de invertor care merită atenția noastră: invertorul cu funcție de încărcare.
Acest tip de invertor/încărcător are un sistem de încărcare (fie prin intermediul unui generator într-un sistem autonom, fie prin intermediul rețelei) care permite încărcarea acumulatorilor în zilele înnorate sau în situații cu cerere mare de energie. Astfel, avem întotdeauna energie disponibilă și se evită descărcările profunde ale bateriilor, care ar putea afecta durata lor de viață. Această abordare combinată asigură o mai bună gestionare a resurselor energetice și o eficiență sporită a sistemelor fotovoltaice.
Beneficiile utilizării bateriilor litiu-ion
După cum am menționat la începutul acestei publicații, bateriile cu litiu sunt opțiunea de stocare cea mai frecvent utilizată pentru o instalație fotovoltaică rezidențială. Această opțiune este preferată datorită avantajelor multiple pe care le oferă:
- Densitate energetică mai mare: o baterie cu litiu poate avea o capacitate de până la trei ori mai mare decât o baterie cu plumb-acid similară.
- Performanță energetică superioară: bateriile cu litiu-ion oferă o eficiență generală de până la 98%, în comparație cu aproximativ 80% eficiență pentru bateriile cu plumb-acid.
- Profil energetic mai bun: datorită funcționării la o tensiune mai mare, bateriile cu litiu necesită o intensitate mai mică pentru încărcare, ceea ce le permite să fie încărcate mai rapid.
- Durată de viață mai mare: bateriile cu litiu pot ajunge la peste 6.000 de cicluri de încărcare-descărcare, în timp ce bateriile cu plumb-acid cu ciclu profund se limitează la aproximativ 700 de cicluri.
- Adâncime de descărcare de 80%: bateriile cu litiu pot fi descărcate până la 80% din capacitatea lor, în timp ce bateriile cu plumb-acid echivalente se limitează la 50%.
- Lipsa de întreținere și emisii: bateriile cu litiu sunt sigilate și nu necesită verificarea nivelului de electrolit. De asemenea, ele nu emit gaze periculoase, ceea ce le permite să fie instalate în interior fără probleme.
Ce sunt bateriile de înaltă tensiune și cele de joasă tensiune?
Invertorul unei instalații fotovoltaice trebuie să funcționeze la același voltaj cu bateriile. În cazul bateriilor Li-ion, avem baterii de joasă tensiune (LV – Low Voltage) sau de înaltă tensiune (HV – High Voltage). Primele funcționează la 48V, iar celelalte la aproximativ 400V.
Utilizarea bateriilor de joasă sau înaltă tensiune depinde de modelul de invertor. În cazul instalațiilor independente, vom lucra întotdeauna la joasă tensiune.
Bateriile litiu-ion de înaltă tensiune au apărut pe piață relativ recent, iar scopul lor este de a crește eficiența prin reducerea pierderilor asociate cu lucrul la tensiuni mai mari.
Invertoare compatibile cu bateriile litiu-ion
Este necesară instalarea bateriilor în cazul dvs.? Vom analiza acest aspect
După ce am clarificat aspectele menționate anterior, să ne axăm pe varietatea de invertoare disponibile pe piață și compatibilitatea lor cu bateriile cu litiu.
ABB furnizează propriul său sistem de invertor/încărcător + baterie litiu-ion
În 2019, compania elvețiană ABB a vândut divizia sa de invertoare solare către compania italiană Fimer SpA. Gama lor de invertoare-încărcătoare ABB REACT2 oferă invertoare monofazate cu o putere cuprinsă între 3,6 și 5 kW, cu două puncte de urmărire a punctului maxim de putere (MPPT), care pot fi echipate cu module de baterii furnizate de producător.
Fiecare modul de baterie are o capacitate de 4 kWh, dar poate fi extins până la 12 kWh.
Invertoarele Fronius și compatibilitatea cu bateriile cu litiu
Invertoarele produse de compania austriacă Fronius oferă următoarele soluții în ceea ce privește gestionarea bateriilor pentru invertoare conectate la rețea:
- Gama de invertoare trifazate Fronius Symo Hybrid (3-5 kW) permite utilizarea acumulatorilor de înaltă tensiune din gama LG Chem RESU, folosind interfața Fronius Checkbox 500V.
- Fronius oferă, de asemenea, gama monofazată Primo GEN24 Plus (3-6 kW) și gama trifazată Symo GEN24 Plus (6-10 kW). Aceste invertoare inovatoare cu 2 MPPT-uri și funcție de backup în caz de întrerupere a rețelei sunt compatibile cu Battery-Box Premium HSV și HVM de la producătorul ByD, împreună cu Fronius Symo Hybrid menționat anterior, așa cum este prezentat în tabelul de mai jos:
Invertoare Goodwe și acumulatori cu litiu
Vreau un sistem fotovoltaic cu baterii litiu-ion
GoodWe, deși nu este la fel de răspândit în unele țări, are o gamă variată de invertoare, la care a adăugat multiple modele hibride:
- Seriile ET, BT, EH și BH: sunt invertoare hibride similare între ele, disponibile în funcție de model, atât în versiuni monofazate, cât și trifazate, și acoperind o gamă de putere cuprinsă între 3 și 10 kW. Cu unu sau două MPPT-uri sau special concepute pentru cuplarea în CA. De asemenea, GoodWe oferă în mod obișnuit o funcție de sursă neîntreruptibilă (UPS) în invertoarele sale.
- Aici puteți consulta declarația oficială a bateriilor aprobate de producător, printre care se remarcă ByD HVM și HVS, precum și Battery-Box HV.
- Pe de altă parte, seriile ED, EM și SBP: sunt invertoare/încărcătoare compatibile cu baterii de joasă tensiune, cum ar fi ByD Battery-Box Premium LVS (48V).
Invertoare Huawei, compatibilitatea cu bateriile solare
Huawei oferă o gamă vastă de invertoare hibride pentru conectarea la rețea, care au un design elegant și un raport calitate-preț excelent.
- În ceea ce privește invertoarele monofazate, Huawei, un producător asiatic de încredere, oferă seria SUN2000 KTL-L1 (2-6 kW). Aceste invertoare de înaltă performanță sunt echipate cu 2 MPPT-uri și sunt compatibile cu bateriile cu litiu de înaltă tensiune, cum ar fi LG Chem RESU și Huawei Luna, care au fost recent lansate pe piață.
- În cazul celor trifazate, avem modelul SUN2000-KTL-M1 (3-10 kW), compatibil cu bateriile Huawei Luna menționate anterior. Aceste baterii litiu-ion de înaltă tensiune, produse de același fabricant, sunt echipate cu un controler (BMS) și un modul de 5 kWh, care poate fi extins cu încă 2 unități.
Gama de invertoare IngeTeam și compatibilitatea cu bateriile
Ingeteam furnizează, de asemenea, o gamă de invertoare hibride (fotovoltaice + baterii) pentru uz rezidențial, care sunt de fapt invertoare de tip „all-in-one”. Prin urmare, acestea sunt invertoare care pot funcționa atât în sisteme autonome, cât și în instalații legate de rețea.
- Ingecon Storage 1Play TL (3-6 kW) este un invertor hibrid monofazat care are intrări atât pentru panouri fotovoltaice, cât și pentru baterii.
- Cu toate acestea, opțiunea cea mai atractivă pentru uz casnic este, fără îndoială, noul Ingecon Storage 1 Play TL M (3-6 kW). Este vorba tot despre o unitate monofazată, dar cu două intrări pentru panouri fotovoltaice (MPPT) și un sistem de gestionare a energiei (EMS), care permite monitorizarea și implementarea strategiilor de autoconsum. De asemenea, dispune de o funcție de backup pentru alimentarea sarcinilor critice în cazul întreruperii alimentării cu energie electrică.
Ambele tipuri de invertoare sunt compatibile cu o varietate largă de baterii cu litiu de 48V, precum Pylontech FORCE H1 / H2 și POWERCUBE X1 / X2, ByD B-BOX sau LG Chem Resu Low Voltage.
Invertoare Kostal și acumulatori cu litiu
Invertoarele hibride Kostal oferă posibilitatea de a lucra cu baterii în instalațiile conectate la rețea. Această opțiune trebuie validată la nivel de software prin achiziționarea unui cod specializat. Această companie, cu peste o sută de ani de experiență în spate, ne oferă următoarele opțiuni:
- Invertorul Kostal Piko MP Plus (1,5 până la 4,6 kW) este un invertor monofazat, cu unul sau două MPPT-uri (în funcție de model), care este compatibil cu bateriile cu litiu de înaltă tensiune ByD Premium HVS/HVM.
- Invertorul Kostal Plenticore Plus (4,2 până la 10 kW), cu trei regulatoare MPPT, este modelul trifazat al acestui producător, compatibil cu ByD Battery-Box de înaltă tensiune.
Baterii solare compatibile cu invertoarele SMA
SMA, un producător de renume, preferă în general să utilizeze o combinație de invertor și invertor/încărcător cuplat în curent alternativ pentru sistemele on-grid cu baterii (vom detalia această configurație la sfârșitul articolului). Deși invertoarele hibride furnizate de acest producător nu sunt foarte cunoscute, acest lucru nu înseamnă că nu oferă soluții în acest domeniu:
- Invertorul Sunny Boy Storage (3.7-6 kW) este invertorul hibrid oferit de SMA. Acesta este compatibil cu baterii cu litiu de înaltă tensiune. Conform manualului producătorului, acest model este compatibil cu bateriile LG Chem Resu, ByD Battery-Box H, Battery Box HVS și HVM.
- O altă posibilitate, desigur, este să folosiți invertorul SMA Sunny Boy (3-6 kW), un invertor compact și simplu, și să integrați sistemul SMA Sunny Boy Storage 2.5 pentru a realiza o conexiune în curent alternativ, așa cum am menționat mai devreme.
SolarEdge și compatibilitatea cu acumulatorii cu litiu
Examinăm ce marcă se potrivește cel mai bine nevoilor casei dvs.
SolarEdge este un producător de renume, în special în domeniul rezidențial, datorită performanței impresionante a optimizatoarelor de putere. În ceea ce privește stocarea de energie, metoda cea mai frecvent utilizată constă în utilizarea interfeței SolarEdge SESTI-S4, care facilitează integrarea bateriilor în seria HD-Wave.
- În acest fel, putem folosi invertorul monofazat HD-Wave (2,2-6 kW) împreună cu bateriile de înaltă tensiune LG Chem Resu.
- Recent, SolarEdge a început să comercializeze și gama StorEdge HD Wave. Nu este decât un invertor HD-Wave și interfața SESTI într-un singur corp și la un preț puțin mai redus… așadar, dacă suntem siguri că vom instala baterii, aceasta este o opțiune foarte bună.
- Pentru varianta trifazată, producătorul oferă o soluție care include invertorul și interfața dedicată. Invertorul trifazat StorEdge (5-10 kW) acceptă conectarea la o baterie litiu-ion de 48V, atât de la LG, cât și de la ByD.
SolaX și bateriile cu litiu-ion
SolaX oferă o gamă largă de soluții în domeniul invertoarelor fotovoltaice, la un preț extrem de competitiv. Recent, și-a actualizat întreaga serie, adoptând un design mai atractiv. Gama lor include mai multe modele hibride:
- Invertorul SolaX X1 Hybrid HV (3-5 kW) este un invertor monofazat cu două MPPT-uri, capabil să funcționeze cu bateriile cu litiu de înaltă tensiune SolaX Triple Power. De asemenea, funcția acestuia poate fi extinsă cu ajutorul mai multor invertoare în paralel și dispune de o ieșire EPS.
- SolaX X3 Hybrid HV (5-10 kW) este opțiunea trifazată cu aceleași funcționalități.
- În schimb, SolaX X1 Hybrid SK (3-5 kW) este monofazat și compatibil cu bateriile cu litiu de 48V și există posibilitatea de a achiziționa un EPS separat.
Voltronic și compatibilitatea cu bateriile cu litiu
Voltronic este renumit pentru adaptabilitatea și prețurile accesibile ale produselor sale, acestea fiind utilizate în principal ca invertoare „all-in-one” în instalații fotovoltaice mici, independente de rețea (off-grid).
Trebuie menționat că invertoarele numite „Off-Grid” pot accepta aport de energie de la un generator sau de la rețeaua electrică pentru a încărca bateriile (instalație autonomă susținută de rețeaua electrică). Cu toate acestea, nu pot funcționa precum invertoarele „On-Grid”, sincronizându-se cu rețeaua electrică și, de pildă, cedând surplusul de energie către rețea.
Totuși, Voltronic oferă și posibilitatea de a utiliza invertoarele sale pentru instalații conectate la rețea (on-grid).
- Invertorul hibrid Voltronic InfiniSolar (2-5 kW monofazat, 10 kW trifazat) este soluția oferită de Voltronic pentru instalațiile fotovoltaice pentru autoconsum conectate la rețea. Acesta are unul sau două regulatoare MPPT, în funcție de model, și funcționează cu baterii litiu-ion de 48V.
Victron, expert în instalații independente și AC-Coupling
Victron, un producător cu experiență anterioară în industria navală, oferă soluții aplicabile în aproape orice tip de instalație fotovoltaică. Însă, instalarea, schemele posibile și uneori configurarea lor sunt adesea mai complexe decât în cazul altor sisteme mai ușor de instalat, mai „plug and play”, cum s-ar spune.
Cu toate acestea, produsele Victron sunt perfecte pentru a vă explica unele concepte suplimentare, precum cuplarea în curent alternativ (AC-Coupling).
Sistemele AC-Coupling, adică sistemele cuplate în curent alternativ, combină funcționarea a două tipuri de invertoare. În paralel cu invertorul conectat la rețea, care primește electricitate de la panouri și o transformă în curent alternativ pentru a alimenta consumul, instalăm un invertor/încărcător.
Atunci când există surplus de energie, invertorul/încărcător o folosește pentru a încărca bateriile. Iar atunci când producția fotovoltaică nu acoperă consumul, acest invertor/încărcător funcționează ca un invertor, furnizând energie din baterii.
Sunteți interesat de un sistem AC Coupling?
Chiar dacă acest sistem complică și face mai costisitoare instalarea, are anumite avantaje, printre care se numără faptul că invertorul nu încetează să funcționeze în cazul întreruperii alimentării de la rețeaua publică.
Această schemă este utilizată în instalațiile fotovoltaice pentru autoconsum de anumită amploare, precum și în cele industriale, unde majoritatea consumului are loc în timpul zilei (deoarece energia este consumată „direct” de la invertorul de rețea, fără a trebui să se efectueze dubla transformare pentru încărcarea bateriilor și pentru a scoate energia din baterii, cu pierderile lor corespunzătoare).
Acest invertor/încărcător de la Victron este compatibil cu o varietate largă de baterii cu litiu de joasă tensiune și diferite mărci, cum ar fi Axitec, ByD, Pylontech… dar nu vom menționa toate opțiunile posibile.
Există multiple avantaje oferite de acumulatorii cu litiu pentru locuința dumneavoastră. De ce să nu începeți să profitați de ele chiar acum?
La SOLARIX, acordăm o importanță deosebită analizării fiecărui caz în parte, pentru a ne asigura că proiectele noastre fotovoltaice sunt de succes.
Pentru a atinge acest obiectiv, examinăm curbele dumneavoastră de consum pentru a determina care sistem se adaptează cel mai bine la situația dumneavoastră specifică, cu sau fără posibilitatea de a acumula excesul de energie. Vă vom oferi întotdeauna informații despre durata de recuperare a investiției (DRI) și vă vom oferi sfaturi privind opțiunea pe care o considerăm cea mai adecvată, dacă optăm pentru baterii.
Este important să țineți cont că instalarea bateriilor, împreună cu o instalație fotovoltaică:
- Vă permite să vă creșteți gradul de autoconsum al energiei electrice pe care o generați.
- Această opțiune devine mai rentabilă în cazul în care curba de consum nu coincide cu cea de producție fotovoltaică.
- Deși achiziționarea de acumulatori litiu-ion poate fi mai costisitoare, aceasta oferă avantaje semnificative și este opțiunea predominantă pentru sistemele instalate în gospodăriile conectate la rețea.
- Deși investiția inițială poate fi mai mare, sistemul va aduce beneficii semnificative în timp (sub formă de economii la factură).
- Bateriile Li-ion sunt durabile, fiabile și nu necesită niciun fel de întreținere.
Vă reamintim că Solarix proiectează și montează panouri solare atât pentru locuințe, cât și pentru companii și spații industriale. Vă stăm la dispoziție pentru a vă oferi informații cu privire la instalațiile noastre finalizate.
