Udnyttelse af solcelle-el i énfamiliehus med batteri og varmepumpe
Projekt vil optimere systemet, således at den elektriske belastning bliver mere jævn ved hjælp af en ny styring, der sikrer, at der op- og aflades på hhv. batterier og varmepumpe på den mest effektive måde.
Det bliver mere og mere økonomisk interessant for mange ejere af solcelleanlæg at forøge den del af produktionen de kan bruge selv.
To forskellige systemer med energilagring er af ansøger gennemmålt og dokumenteret i projektet ”Optimal udnyttelse af solcelle-el i énfamiliehus”. Resultaterne viste et stort energitab på 25-30 % ved op- og afladning for begge de testede batterisystemer, særligt ved lav effekt ind og ud. Desuden viste projektet lave effektfaktorer ved produktion af brugsvand i varmepumpe under visse driftsforhold.
I projektet vil samme partnere samt en varmepumpeproducent arbejde på at optimere systemet, således at den elektriske belastning bliver mere jævn ved hjælp af en ny styring, der sikrer, at der op- og aflades på hen holdsvis batterier og varmepumpe på den mest effektive måde. Ligeledes vil projektet afprøve et nyt batteri management system (BMS) og dataopsamling fra Lithium Balance, som gerne vil have dette afprøvet inden markedsføring.Det er målet at nå frem til en bredt anvendelig systemløsning, der kan bruges i fremtidens kombinerede varmepumpe/solcelleanlæg og aktuelt har Nilan udviklet en ny styring og buffer-tank, som vil blive et kerneelement i projektet.
Et tidligere udviklet dimensioneringsværktøj til batterilager vil endvidere blive udbygget, så det også omfatter termisk varmelagring i forbindelse med solcelleanlæg, varmepumper og batterier.
Projektets hovedresultater kan sammenfattes således:
Der er opbygget et fungerende avanceret energisystem, der kombinerer solceller (PV), batteri, varmepumpe og varmelager i en bolig.
Projektet har demonstreret state-of-the art inden for IoT (styring over internettet) til hjemmets energistyring.
Det er ikke ligetil for en rådgiver/installatør at sætte et system sammen med solceller, batterier og/eller varmepumper, idet det ofte er vanskeligt at få forskellige komponenter til at kommunikere.
For at optimere udnyttelsen af solcelle-elproduktionen, har vi udført eksperimenter med at hæve temperaturen på begge varmepumpe-beholdere i perioder om dagen, så den kunne optage mere solenergi. Ligeledes er gennemført forsøg for at vise i hvilke perioder varmepumpen kunne slukkes.
Varmepumpens lagerpotentiale ved at hæve temperaturen 10 grader er ca. 5 kWh, og med indregnet virkningsgrad fra varmepumpen svarer det til ca. 2 kWh elektricitet. Derudover er der et lagerpotentiale i betongulvet på ca. 45 kWh – svarende til 15 – 20 kWh solcelleelektricitet.
Vælg komponenter fra samme firma – eller komponenter, som med sikkerhed kan kommunikere sammen
Total virkningsgrad ved op- og afladning på batterisystemet varierer afhængig af belast-ning fra 66 % til 77 % måned for måned. Ved op-og afladning med lav effekt er der størst tab.
Virkningsgraden vil derfor kunne øges, hvis man hæver effekt-grænsen for, hvornår der kan lades/aflades, (og sikrer at tomgangsforbrug undgås)
Der kan stort set lagres lige meget energi (primær el) i det testede batteri og i varme-pumpesystemets varmelagre.
Lagring i el-opvarmet varmtvandsbeholder er stadig (en af de) mest økonomiske lagrings- muligheder, da der også er behov for varmt vand om sommeren med meget soloverskud.
Lagring i termisk lager ved hjælp af gulvvarme fungerer godt i opvarmningssæsonen, men det krævede at blandekredse blev slået fra og at rumtermostaterne blev åbnet helt. Der er derfor generelt behov for mere intelligent kobling mellem husets temperaturregulering og varmepumpens styresystem. I et nystartet EUDP projekt (OPSYS2) vil denne udfordring blive taget op.
I projektet er der udarbejdet et brugervenligt regneark til beregning af energistrømme og den økonomiske besparelse ved de forskellige lagringstiltag. Gennem brug af regnearket med de aktuelle forbrug og priser for elektricitet, solceller, batterier og varmepumper kan projektet vurderes – både energimæssigt og økonomisk.
Den største privatøkonomiske besparelse opnås fra selve solcelleanlægget, ved at der fortrænges elektricitet med fuld afgift. Der er en yderligere besparelse ved at investere i batteri og/eller varmelager op til en vis grænse, hvorved egetforbruget typisk kan fordobles.
Hvis man i forvejen har varmepumpe med termisk buffer, er dette en god lagringsmulighed, da det så kun er et spørgsmål om at ændre på styringen for at gøre dens elforbrug fleksibelt.
De vigtigste praktiske erfaringer er:
Det er ikke ligetil for en rådgiver/installatør at sætte et system sammen med solceller, batterier og/eller varmepumper, idet det ofte er vanskeligt at få forskellige komponenter til at kommunikere.
Derfor:
- Vælg komponenter fra samme firma – eller komponenter, som med sikkerhed kan kommunikere sammen. Systemet bør integreres, testes og installeres af samme installatør
- Vælg komponenter fra firmaer med teknisk kundesupport
- Vælg en batteriinverter, der er forholdsvis lille i forhold til solcellerne. Alternativt må den forholdsvis lille grundlast købes fra nettet.
Mere information
349-063