Debatten i Sverige om effektbrist rasar som aldrig förr, aldrig tidigare har det svenska elnätet utstått sådana prövningar som nu och vi kommer allt närmare bristningsgränsen. Kanske har du läst om fabriker i Skåne som inte får byggas, eller i Uppsala där nya fastigheter behöver köa för att få anslutas till elnätet?

Andra bidragande orsaker är SVTs serie Nedsläckt Land och den alltmer oroliga omvärldssituationen. Samtliga dessa, tillsammans med den mänskliga viljan att klara sig själv och vara oberoende driver på såväl teknikutveckling som antalet installerade system.

Fler och fler svenskar skaffar solceller och intresset att samtidigt investera i batterilagring ökar också. Det många inte känner till är hur ett batterilager kan användas tillsammans med den valda växelriktaren. Många känner rent av inte till att solcellsanläggningens växelriktare stänger av om spänningen från nätet dör. Frustrationen är ofta stor att inte ha förstått sitt systems begränsningar samt att slutkunden ofta känner sig besviken pga. ett så komplext system som solcellsanläggningen är, inte klarar off grid.

Figur 1. Stuga vid Suldal, Lovrafjorden, Norge
Foto: Silvain de Munck

Dagens inlägg i Senergias teknikblogg skall därför gå igenom det du behöver veta för att ha en solcellsanläggning som klarar att gå off grid när nätet faller! Notera att ren off grid, dvs för husvagnen eller ladda mobiltelefonen på landet tar vi upp i ett annat blogginlägg.

Låt oss börja från början och gå igenom vad det är man behöver för att sin solcellsanläggning ska klara av att både vara nätansluten och klara av off grid.

  1. Solpaneler
    En självklarhet då någon form av energikälla i systemet behövs. Småskalig vindkraft kan också vara en möjlig lösning
  2. Växelriktare
    Växelriktaren skall stödja både nätdrift och ödrift. Dvs vara en hybridväxelriktare.
  3. Batterilager
    Energilagret är vanligtvis bestående av blybatteri, litiumjonbatteri eller nickelmetallhydridbatteri. Ju större energilager, ju längre tid off-grid kan man klara sig.
  4. Nätfrånskiljare
    En automatisk eller manuell brytare som ser till att ingen spänning ”läcker ut” på elnätet då fastigheten är i ö-drift. Detta för att skydda ev. servicepersonal som reparerar elnätet.
  5. Eget jordtag
    Då frånskiljning av elnätet sker, tappar man sin koppling till nätets jord. Detta gör att man behöver ha ett eget jordtag (exempelvis ett jordspett) som hanterar eventuella felströmmar och ser till att säkringar kan lösa.

Vilka lösningar finns?

I följande avsnitt kommer vi gå igenom olika tillverkares lösningar för off-grid. Det blir en genomgång av både vad som finns på marknaden idag men också om vad som komma skall!

Fronius

Fronius har sedan flera år tillbaka haft sin hybridväxelriktare på marknaden. För er som följer Senergias teknikblogg, är deras senste tillskott Gen24, ingen nyhet. (Läs gärna inlägg 7 – LÄNK).

Figur 2. Paket med Fronius Gen24, BYD-batteri och Fronius smart meter.

Både Fronius Hybrid och Gen24 är kompatibla med BYDs modulära batterisystem. Batterierna byggs ihop som Lego-klossar och staplas på varandra till 12,8kW där varje modul är 2,56kWh

För dig som är extra intresserad finns två videor att titta på:

  • Fronius Webinar (Fronius Symo Hybrid with BYD Battery-Box HV) – Länk
  • Installationsvideo – Länk

Figur 3. BYDs modulära batterisystem.

Figur 4. Enwitecs nätfrånskiljningsbox. Allt-i-ett samt förkonfigurerad och med färdig kabeldragning.

Senergias leverantör Enwitec har dessutom tagit fram en kopplingslåda där Fronius smart meter är förmonterad tillsammans med nätfrånskiljningsenheten. Detta gör den oerhört lättinstallerad och uppfyller kraven på säker frånskiljning.

Ferroamp

Ferroamp håller på att utveckla en off-grid lösning till sitt Energy-Hub-system. Produkten går under arbetsnamnet BUD (back-up device) och finns idag på två stycken testanläggningar. En villa utanför Stockholm (se LÄNK) samt en kycklingfarm i Norge. En Ferroamp Energy Hub kan idag inte gå off grid, men med en framtida komplettering tillsammans med BUD kommer detta bli möjligt. Det finns idag inget datum satt för lanseringen. Senergia kommer avisera när produkten blir tillgänglig!

Ferroampsystemet är skalbart! Det betyder att man kan bygga ut med växelriktarkapacitet, lägga till fler batterier (av annan kemi, ålder eller kapacitet), V2G möjlighet med likströmsladdare till elbilar samt att man skall kunna driva prioriterade laster från likströmsnätet vid strömavbrott. Detta innebär att systemet kommer vara lämpligt för både mindre installationer samt vid större industriella tillämpningar!

Varför endast prioriterade laster kan man fråga sig? Det är det mest logiska och kostnadseffektiva då det skulle kräva otroligt stora batterilager för att man skall kunna leva som vanligt under off grid. BUDen kommer kunna hämta energi från solpaneler, batterilager eller från DC-laddande elbilar och allt kommer orkestreras av Ferroamps Energy Hub!

Figur 5. Ferroamp Back-up-device en modulär växelriktare för prioriterade laster.

Figur 6. Mats Karlström visar Ferroamps prototypanläggning norr om Stockholm. Foto David Lagerlöf, Elinstallatören.

SMA

Den tyska växelriktartillverkaren SMA har levererat sin off grid-växelriktare Sunny Island i över 120 000 exemplar! Den är skalbar från ett litet enfassystem till att användas i större kluster.

För att SMA Sunny Island skall kunna användas i trefas-applikationer måste 3st växelriktare användas (detta pga att de är enfas). Systemet är sedan skalbart i multiplar om tre och har visat sig framgångsrikt för både små installationer upp till hundratals kilowatt.

Figur 7. SMA Sunny island, här i trefas-kluster.

Figur 8. SMA tillsammans med Tesvolt erbjuder skalbara batterier och växelriktarsystem.

SMA Sunny island är kompatbel med ca 15st batteritillverkare världen över.
Eftersom växelriktaren bygger på batterier om 48 volt kan flera batterikemier användas, exempelvis bly eller litiumjon.