Solar Load Balancer

Situation

Solarzellen liefern Energie die aktuell nicht genutzt wird oder nicht genutzt werden kann. Nicht genutzt werden kann ? Das sollte doch eigentlich nicht sein. Was für ein Grund sollte das haben?

Um das näher zu betrachten schauen wir uns mal 2 generelle Szenarien an. Szenario 1 ist genau bei mir an meiner Anlage der Fall ist.

Szenario 1:

Eine Solar Inselanlage benötigt die Solarzellen um einen Akku zu laden. Der Akku ist voll und weitere Ladung würde zu einer Überladung führen. Der Sonnenstand, insbesondere im Sommer, ermöglicht generell eine weitere Nutzung. Technisch ist dieses jedoch im Rahmen der primären Nutzung nicht vorgesehen.

Szenario 2:

Eine auf dem Dach installierte Solaranlage ist höher dimensioniert als die zur Einspeisung in öffentliche Versorgungsnetz eingesetzten Leistungswandler leisten können.
Beispiel: Peak Power der Solaranlage = 10KW, max. Power der Leistungswandler 8KW. In diesem Fall sind 2KW ungenutzt. In diesem Fall könnten die 2KW Differenz für eine sekundäre Nutzung angewendet werden.

Theoretische Betrachtung, Konzeption, Vision

Gäbe es eine BOX die parallel zu der Solaranlage anschlossen wird und auf Basis von einstellbaren Parametern entscheidet die nicht genutzte Energie zu nutzen oder anders zu leiten, könnte die Effektivleistung/ der Wirkungsgrad einer solchen Solaranlage verbessert werden.

Hintergrund

Die Dimensionierung von Solaranlagen ist nicht auf den Punkt zu planen. Bedeutet, plant man eine Einspeisung von 1KW so muss die Solaranlage in spitzen (deutlich) über dem Nennwert von 1KW liegen. Das führt dazu, in Spitzenzeiten liefert das System spürbar mehr Energie, welche ggf. durch die Leistungswandler (Wechselrichter) nicht in das Netz übertragen werden und somit auch keinen Gewinn erwirtschaften wird.

Bei dem betrieb einer Inselanlage ist dieser Effekt vermutlich sogar noch größer, denn hier ist eine Überdimensionierung der Solaranlage zwingend notwendig, denn sonst wird die Nennleistung im Winter niemals erreicht.

Bei beiden ist das Prinzip aber generell das gleiche.

Lösungsansatz

Ein „Solar Load Balancer“ wird parallel zu der bestehenden Anlage betrieben. Auf Basis von Sensorwerten liefert er Informationen wann und wie er die freie Energie als Sekundärnutzer verwendet, wandelt oder zur Verfügung stellt. Im einfachsten Fall würde der Solar Load Balancer einen bestehenden Verbraucher vom EVU Netz trennen und das Gerät, die Geräte an die Solarenergie anschließen. Die Trennung/ Umschaltung muss dabei so reibungslos wie möglich sein. IT-Systeme sind dort sehr anfällig drauf und können in diesem Fall ggf. über eine zwischengeschaltete Online USV gepuffert werden. Dann sollte dieses Problem gelöst sein.

 

 

 

Wirtschaftliche Betrachtung Szenario 1

Am Beispiel meiner eigenen Insel-Anlage möchte ich mal kalkulieren, wie viel Energie verloren geht. (Das ist eine sehr kleine Anlage, das Prinzip ist aber identisch)

Gesamtleistung der Anlage: 300Watt
Anzahl Tage und Stunden im Jahr die ungenutzt sind: 100 Tage á 3 Stunden.

Kalkulatorisch ergibt das eine Energiemenge von 100Tage x 3 Stunden x 0,3KW = 90kwh die nicht genutzt werden.
Bei einer Laufzeit von 10 Jahren sind das bereits 900KWh an einer so kleinen Anlage. Kalkuliert man die KWh mit 0,25€ so würde es pro Jahr 22,50€ ungenutzt bedeuten.

Würde ein „Solar Load Balancer“ 50€ kosten, wäre das Geld in ca. 2 Jahren eingespielt.