Benchmark af net-tilsluttede batterianlæg til bygninger

Projektperiode: 2017 - 2018

Bygninger

Prøvestand til batterianlæg, Teknologisk Institut

Prøvestand til batterianlæg. Foto: Teknologisk Institut.

Ny metode til sammenligning af forskellige batterianlæg til bygninger.

Projektbeskrivelse

Dette projekt har til formål at udvikle og validere metoder, der muliggør en kvalitativ sammenligning af forskellige net-tilsluttede batterianlæg til bygninger. På sigt vil det dermed blive lettere for installatører og forbrugere at navigere i landskabet af batterianlæg. På grund af faldende priser på solceller og batterier forventes en kraftig stigning i antallet af batterianlæg samt batteri-solkombianlæg i danske bygninger. Et solcelleanlæg med batteri øger egenudnyttelsen af strøm fra solen betydeligt. Energinet.dk vurderer, at produktionskapaciteten for solceller vil 10-dobles over de næste 25 år til 7,5 GW, hvoraf ca. halvdelen vil være kombianlæg med et estimeret energiindhold på 3,5 GWh. Danmark står således overfor et potentielt boom i en ny, endnu ikke-reguleret teknologi, med dertil hørende nye muligheder og risikomomenter. I dette projekt vil metoder blive udviklet for at kunne sammenligne batterianlæg og testprocedurer vil blive afprøvet af 3-5 anlæg, hvorefter metoden tilpasses. Nogle nøgleparametre kan udledes af datablade, mens årsvirkningsgrad og batterilevetid er vanskelige at udlede. Energikapacitet og energieffektivitet i normal drift er nogle af de vigtigste parametre, som begge påvirkes kraftigt af brugsmønster, standbyforbrug og energitab i effektelektronik og batterier. Det kræver derfor en standardiseret metode for at finde objektivt sammenlignelige værdier for forskellige batterianlæg.

Resultat

Projektet ”Benchmark af net-tilsluttede batterianlæg til bygninger” har udviklet en metode, der muliggør en kvalitativ sammenligning af forskellige batterianlæg.

Den hertil udviklede metode indeholder 20 parametre, som udgør det tekniske sammenligningsgrundlag, der gør det muligt at sammenligne batterianlæg beregnet til husstande med solceller på tværs af fabrikater, batterityper, batteristørrelser og systemkonfigurationer.

På baggrund af en spørgeskemaundersøgelse og tekniske vurderinger er der opstillet en liste over de væsentligste parametre, som kunder til disse batterianlæg anbefales at fokusere på. Parametrene til sammenligningen fremkommer af en fysisk prøvning suppleret med ekspert vurdering af information fra leverandøren.

Testbænk afprøver metoden

Til fysisk prøvning er der opbygget en dedikeret prototype testbænk, hvor foreløbigt 4 forskellige batterianlæg har været tilsluttet. Prøvningen bekræfter at metoden giver grundlag for sammenligning af forskellige batterianlæg, og det vil således være muligt fremover at få lavet uvildige prøvningsrapporter over ydelse, effektivitet med mere for batterianlæg.

20 parametre til sammenligning af batterier

Der er udvalgt 20 parametre, der tilsammen udgør fundamentet for sammenligningsmetoden, samt beskrevet en afgrænsning af de typer batterianlæg, som metoden er er relevant Se. I første omgang omfatter en fysisk laboratorieprøvning kun batterianlæg under 11 kW beregnet til en-familiehusstande med solceller. Forbrugs- og solcelleprofil til dynamisk test af batterianlægget er tilvejebragt, og lovgivning for batterianlæg og installation heraf er nærmere undersøgt, ligesom internationale krav, mærkningsordninger og lignende er gennemgået.

Tabel over sammenligningsmetodens 20 parametre

Nr.	Parameter	Fastlæggelse
1	Batterikemi	Oplyses af leverandør
2	Vægt [kg]	Oplyses af leverandør
3	Volumen [L]	Oplyses af leverandør
4	Batteriets nominelle spænding [V]	Oplyses af leverandør
5	Batteriets tilgængelige spændingsområde [V]	Oplyses af leverandør samt test
6	Batteriets nominelle kapacitet [Ah]	Oplyses af leverandør samt test
7	Batteriets nominelle energiindhold [kWh]	Oplyses af leverandør samt test
8	Batterianlæggets tilgængelige kapacitet [Ah]	Statisk test
9	Batterianlæggets tilgængelige energiindhold [kWh]	Statisk test
10	Systemvirkningsgrad ved 50% og 100% belastning [%]	Statisk test
11	Systemvirkningsgrad ved hhv. solcelle, peak-shave og timeshift brugsmønster [%]	Dynamisk test
12	Virkningsgrad af effektelektronik ved hhv. 5, 10, 20, 30, 50, 75 og 100% belastning [%]	Test af effektelektronik
13	Standby forbrug [W]	Statisk test
14	Forbrug ved dvaletilstand [W]	Statisk test
15	Støjniveau ved 50% og 100% belastning samt ved standby	Oplyses af leverandør
16	Årsvirkningsgrad og årligt energitab [%]	Beregnes fra testdata
17	Forventet levetid	Vurdering
18	Lovkrav og sikkerhed	Vurdering
19	Vurdering af medfølgende dokumentation	Vurdering
20	Teknisk forskrift 3.3.1.	Vurdering

Kunder fokuserer på ved valg af batteri

Kunder til batterianlæg vil fokusere på forskellige nøgleparametre afhængig af behov, muligheder og ønsker, men det anbefales at inddrage følgende parametre, når der skal vælges batterianlæg:

Den samlede årsvirkningsgrad for hele anlægget (udviklet i dette projektet)
Energitab og virkningsgrader for flere af anlæggets dele under realistisk driftsforhold.
Et levetidsestimat for batteripakken afhængig af driftsbetingelser.
Sikkerhed, overholdelse af myndighedskrav og andre krav.
Støjniveau ved typiske driftsbetingelser.

ELFORSK-projektet er ledet af Teknologisk Institut og lavet i samarbejde med Fronius Danmark, Bolius Boligejernes Videncenter, Tekniq og Lithium Balance.