Intro
En vanlig fråga som en anläggningsägare av solcellsanläggningar ställer är hur deras solcellsanläggning kan kopplas in med ett batteri. Då man har en befintlig anläggning är det en del saker att tänka på som vi skall gå igenom i detta inlägg i Teknikbloggen. Det finns många olika sätt att koppla in ett batteri och det beror på hur den befintliga anläggningen är utformad och vilka krav som ställs på den nya anläggningen. Ett konstaterande som är bra att ha med sig är att:
Det spelar ingen roll vilket system du har, det går alltid att komplettera med ett batteri, frågan är bara hur!
Innan vi djupdyker i hur man kompletterar med ett batteri så är det bra att förstå varför man vill ha ett batteri.
- Bli din egen energibank: Lagra solenergi på dagen och använd den på kvällen. När 60-öringen nu försvinner blir det extremt viktigt att ha hög egenanvändning
- Skydda dig mot elavbrott: Välj ett system med backup så kan du hålla igång viktiga funktioner även när elnätet ligger nere.
- Bidra till ett smartare elnät: Med rätt styrning kan ditt batteri hjälpa till att balansera hela Sveriges elnät – och du kan få betalt för det! Både via att stötta frekvensen via stödtjänster och att stötta det lokala elnätet via lokal flexibilitet.
- Lägg till smart styrning och låt batteriet både spara och tjäna pengar åt dig – Med smarta EMS-system (energy management system) sköts i och urladdning av batteriet helt automatiskt. Många av dessa har avancerade AI-tjänster och det finns en hel del smartness redan i växelriktaren för att styra batteriet på det mest lönsamma sättet
Olika växelriktartyper
Som det går att läsa i Senergias handbok i solcellsteknik (gratis nedladdning här: LÄNK) finns det flera olika växelriktartyper, eller växelriktartopologier. Det som skiljer växelriktarna är inte sättet att omvandla likström till växelström utan hur systemet är uppbyggd för att göra det.
A. Strängväxelriktare
Här ligger alla solpaneler kopplade i serie. Dessa bildar en sträng. En strängväxelritkare kan ha flera strängar kopplade till sig och panelerna i samma sträng är alltid i samma väderstreck och takvinkel.
B. Optimerat system
Ett (full)optimerat system innebär att man har en optimerare (DC/DC-omvandlare) kopplade till varje panel. Dessa system är vanligtvis av varumärkena SolarEdge eller Huawei.
C. Semi-optimerat system
Ett semi-optimerat system är ett strängväxelriktarsystem med optimerare på vissa paneler. Dessa optimerare är vanligtvis av märket Tigo.
Olika kategorier av växelriktare
När det kommer till vilka växelriktare som är batteriförberedda så kallas dessa hybridväxelriktare. Hybrid för att de kan ta han dom både likströmmen från solpanelerna och batteriet i samma växelriktare. Av olika typer av hybridväxelriktare finns det flera som klarar ödrift (off grid) och vissa som dessutom klarar UPS-drift (uninterruptable power supply). Dvs att de kan byta från nätdrift till ödrift på några få millisekunder. Då går bytet så fort att lampor inte ens blinkar och elektronisk utrustning inte ens stängs av.
Olika sätt att ansluta ett batteri (DC- eller AC-kopplat)
I ett AC-kopplat system används separata växelriktare för solpaneler och batterier. Detta är vanligt när man först köpt en växelriktare som inte stödjer batterier och senare vill lägga till ett batteri. Då kompletterar man med en separat batteriväxelriktare.
Nackdelar
- Flera omvandlingar: Energin omvandlas tre gånger (DC till AC, AC till DC, och DC till AC igen), vilket leder till cirka 9% förluster, jämfört med 4% i ett DC-kopplat system.
- Flera olika appar och stökig data: När man har olika växelriktare (av olika fabrikat) samlas inte all data i samma app. När man dessutom vill ha ett smart EMS-system inkopplat blir det ofta mer komplicerat att styra två växelriktare än att köra en.
Fördelar
- Flexibilitet: Möjlighet att kombinera olika system och installera batterier även utan solceller.
- Rekommendation: Använd samma växelriktarmärke för båda enheterna för enklare hantering och tydligare datavisualisering.
En hybridväxelriktare hanterar både solcellernas och batteriets likström med en enhet. Den har en inbyggd laddregulator för batteriets laddning och urladdning samt växelriktarfunktion.
Fördelar med DC-kopplat System
- Effektivitet: Likström från solpanelerna omvandlas inte innan lagring i batteriet, vilket resulterar i endast 1% förluster.
- Omvandlingskostnad: Omvandlingen från likström till växelström kostar 3%, vilket är samma som utan batteri.
- All data på ett ställe: När batteri och solpaneler ansluts till en och samma växelritkare får man all data i en och samma app och det blir dessutom enklare att styra en ensam växelriktare med olika EMS-system (ex Markedroid, Eneqiu med flera).
Vad skall man tänka på?
Det finns några saker att beakta för att få ett system att fungera så som det är tänkt med den funktionaliteten som önskas om man kompletterar med ett batteri. Ibland är det supernekelt, medan ibland blir det mer komplext.
När man skall projektera en utbyggnation av en solcellsanläggning till att inneha ett batteri finns några saker att tänka på som får konsekvenser för valet av systemval och funktionalitet. Några av frågorna att ta ställning till är:
- Hur data lagras och visualiseras?
- Hur styrning av systemet skall göras och vilket system som styr?
Skall växelriktaren kopplas upp till ett externt EMS-system för extern styrning (för exempelvis stödtjänster)? - Skall den nya hybridväxelriktaren ersätta den befintliga växelriktaren eller skall den anslutas parallellt eller direkt, dvs DC- eller AC-kopplat.
Vilka frågor skall jag ställa?
- Hur är din befintliga solcellsanläggning dimensionerad?
- Vilka solpaneler är idag installerade?
- Hur många och hur är dom kopplade, dvs hur är strängarna dragna?
- Vilken effekt har panelerna?
- Vilken växelriktare har du idag? Hur många kW är den på?
Bifoga modellnumret/serienumret på din befintliga växelriktare och ta en bild på etiketten på sidan på växelriktaren. - Vad skall ditt batterisystem användas och vilka krav på funktionalitet?
Exempelvis ödrift, kapa effekttoppar, EMS, stödtjänster etc. - Var skall batteriet placeras (utomhus eller inomhus) och var är din elcentral placerad?
Case 1 – Hybridväxelritkare (utan batteri)
Det enklaste caset. Det är bara koppla in batteriet/batterierna. Kontrollera vilka batterier som är kompatibla med växelriktaren och hur stora batteristackar som kan anslutas. Ta hjälp av Senergias Batteriguide, som du laddar ner gratis via www.senergia.se/dokument.
Case 2 – Strängväxelritkare (alt semi-optimerat system)
Lösning 1 – Ersätt befintlig växelriktare
Om en befintlig strängväxelritkare sitter installerad (ex SMA, Kostal eller Fronius) är det enklaste att ersätta den växelriktaren och sätta dit en hybridväxelriktare. Då kommer all solel direkt in i hybridväxelritkaren och batteriet ansluts i samma enhet. All data och all styrning på ett ställe och man slipper onödiga förluster. En mycket enkel installation dessutom om batteriet kan installeras vid växelriktaren.
Lösning 2 – Installera AC-kopplad hybridväxelritkare
Om batteriet måste installeras på en annan plats än den befintliga strängväxelriktaren så behöver man ha den separat smartmätare på den befintliga strängväxelriktaren. Denna ansluts till hybridväxelriktaren (dvs man använder dubbla smartmätare).
Specialfall – Solis (använda generatorporten)
Med Solis hybrider 12kW och större har man en generatorport. Denna kan användas för att ansluta en befintlig PV-anläggning. Den befintliga växelriktaren ansluts till generatorporten och Solis-växelriktaren kan på så vis läsa av växelströmmen i den porten och visualisera den data i Solis app. Detta utan några externa mätare eller annat. Kom ihåg att Solis-växelriktaren måste vara på minst lika många kW som den befintliga strängväxelriktaren och att Solis inte kan externt styra tredjepartsväxelriktaren.
Specialfall – Enequi
Om man vill ha Enequi med smart styrning så kopplar man in en extra smartmätare till Enequi Core. Enequi Core får sedan data via hybridväxelriktaren för smartmätaren i huvudcentralen. Detta gör att Enequi får full kontroll över alla energi och effektflöden i fastigheten och kan få in all data på ett ställe. Det är viktigt att komma ihåg att när man tittar i appen för sin hybridväxelriktare har inte den tillgång till all data och kommer då visa annorlunda än Enequis App (som visar korrekt data).
Specialfall – Markedroid
Markedroid har stöd för multipla växelriktare i samma system. Den kan kommunicera med flera växelriktare av olika fabrikat. Det gör att all data, oavsett tillverkare, visualiseras och visas upp i Markedroids app. Enda kravet är att alla växelriktare befinner sig i samme hemnätverk. Detta kan vara mycket smidigt om ex ena växelriktaren är i garaget och andra i källaren. Kom ihåg att Markedroid endast styr en hybridväxelriktare per site. Dvs du kan inte ha flera olika hybrider från olika tillverkare. Kontakta Senergia för dimensionerings och konfigureringshjälp om du är osäker.
Case 3 – SolarEdge (ej hybrid)
Eftersom SolarEdge-system är utrustade optimerare på varje panel och kräver att det sitter en SolarEdge-växelriktare så måste man om man vill komplettera med ett batterisystem välja ett AC-kopplat system. Lättast är då att välja en hybridväxelriktare och sätta en separat smartmätare på SolarEdge-växelriktaren (se avsnitt ovan). Självklart kan man även använda specialaren med Solis generatorport för att få all data på ett ställe.
Specialfall – lås upp opitmerare med SolarEdge KEY.
Det finns en historisk produkt som heter SolarEdge KEY-1000. Den används för att avaktivera funktionaliteten i en solaredge-sträng och gör att alla optimerare går in i ”bypass”-läge, dvs avaktiveras helt. Detta gör att man kan avaktivera optimerarna och ersätta SolarEdgeväxelriktaren med en ”vanlig” växelriktare. Här finns en video (på holländska) hur processen går till: LÄNK.
Kom ihåg att strängarna för ett SolarEdge-system inte följer samma designregler som strängarna i ett strängväxelriktarsystem. Detta gör att spänningen kan bli för hög och att man inte kan koppla in strängarna med avaktiverade optimerare in i en ny växelriktare. Kontakta Senergia om ni behöver dimensioneringshjälp.
Sammanfattning
Om du som anläggningsinnehavare har en icke-batteriförberedd växelriktare är det bästa och oftast enklaste att byta ut den till en ny hybridväxelriktare. Om du har SolarEdge så är vårt råd att du sätter ett parallellt system med en egen dedikerad växelriktare till ditt batteri. Var extra noggrann vid din beställning av din installatör och specificera om och hur systemet skall fungera med ett externt EMS (ex Enequi eller Markedroid) samt om backupfunktionalitet är ett krav. Kontakta gärna Senergias tekniska support så hjälper våra ingenjörer dig till ett lyckat Solenergiprojekt.