Quelle: cleanenergyreviews
Hybridsolarsysteme erzeugen Strom wie ein gewöhnliches netzgebundenes Solarsystem, verwenden jedoch spezielle Hybridwechselrichter und -batterien, um Energie für die spätere Verwendung zu speichern. Diese Fähigkeit, Energie zu speichern, ermöglicht es den meisten Hybridsystemen, während eines Stromausfalls, ähnlich wie bei einem USV-System, auch als Ersatzstromversorgung zu arbeiten.
Für Neueinsteiger lesen Sie unseren Artikel über die Funktionsweise von Solaranlagen.
Traditionell bezeichnet der Begriff Hybrid zwei Erzeugungsquellen wie Wind und Sonne. In der Solarwelt bezeichnet der Begriff „Hybrid“ eine Kombination aus Solar- und Energiespeicher, die auch an das Stromnetz angeschlossen ist.
Prinzipschaltbild eines gängigen Solar-Hybridsystems (DC-gekoppelte Batterie)
Was ist ein akkubereites System?
Ein batteriebereites System verwendet einen Hybrid-Wechselrichter anstelle eines typischen String-Solar-Wechselrichters. Die meisten modernen Hybrid-Wechselrichter verfügen über ein integriertes Ladegerät und einen integrierten Anschluss, wodurch das Hinzufügen einer Batterie in Zukunft erheblich vereinfacht wird. Hybrid-Wechselrichter sind jedoch teurer, und wenn Sie während der Installation keine Batterien hinzufügen, kann es schwierig werden, nach einigen Jahren kompatible Batterien zu finden.
Benötigen Sie einen Hybrid-Wechselrichter, um Batterien hinzuzufügen?
Nein. Eine Batterie kann jederzeit mit einem „Wechselstrom-Batteriesystem“ zu einer vorhandenen Solaranlage hinzugefügt werden. Wechselstrom-Batterien wie die Tesla Powerwall 2 erfreuen sich großer Beliebtheit, und es stehen immer mehr Optionen zur Verfügung. Da sich die Wechselrichtertechnologie und die Batterien rasant weiterentwickeln, lohnt es sich nicht immer, zusätzliches Geld für ein "batteriebereites System" auszugeben, es sei denn, Sie planen, innerhalb von 2 Jahren eine Batterie hinzuzufügen. Da die Batterietechnologie schnell voranschreitet, wenn Sie zu lange auf das Einlegen von Batterien warten, ist das System möglicherweise veraltet.
Warum Sonnenenergie in einer Batterie speichern?
Viele Regierungen und Netzbetreiber haben den Solareinspeisetarif oder FiT (Geld oder Kredit für die Einspeisung von Solarenergie in das Netz) gesenkt. Dies bedeutet, dass herkömmliche Solarsysteme mit Netzeinspeisung weniger attraktiv sind, da die meisten Menschen tagsüber arbeiten und die erzeugte Solarenergie nicht zu Hause nutzen. Daher wird die Energie für sehr geringe Renditen in das Netz eingespeist.
Ein Solar-Hybrid-System speichert Ihre überschüssige Sonnenenergie und kann auch während eines Stromausfalls Reservestrom liefern. Dies ist ideal für Hausbesitzer, obwohl für die meisten Unternehmen , die tagsüber arbeiten, ein gemeinsames Solarsystem mit Netzeinspeisung immer noch die wirtschaftlichste Wahl ist.
Mit hybriden Solarsystemen können Sie Sonnenenergie speichern und abends zu Hause nutzen, wenn die Stromkosten in der Regel den Höchststand erreichen.
Die Fähigkeit, Ihre Sonnenenergie zu speichern und zu nutzen, wenn dies gewünscht wird, wird als Eigennutzung oder Eigenverbrauch bezeichnet . Es funktioniert genauso wie ein netzunabhängiges Stromnetz, aber die erforderliche Batteriekapazität ist weitaus geringer und reicht normalerweise gerade aus, um den Spitzenverbrauch (8 Stunden oder weniger) zu decken, im Gegensatz zu 3-5 Tagen mit einem typischen netzunabhängigen Stromnetz.
Vorteile des Hybridsystems
· Ermöglicht das Speichern von überschüssigem Solarstrom oder kostengünstigem (Neben-) Strom.
· Ermöglicht die Nutzung der gespeicherten Sonnenenergie während der Abendspitzen (als Selbstnutzung oder Lastverschiebung bezeichnet)
· Die meisten Hybrid-Wechselrichter sind für die Notstromversorgung ausgelegt.
· Reduziert den Stromverbrauch aus dem Netz (reduzierte Nachfrage)
· Aktiviert ein erweitertes Energiemanagement (z. B. Spitzenrasur)
Hybride Systemnachteile
· Höhere Kosten. Vor allem wegen der hohen Kosten für Batterien.
· Längere Amortisationszeit - Höhere Kapitalrendite
· Eine komplexere Installation erfordert mehr Platz und höhere Installationskosten.
· Batterielebensdauer von 7-15 Jahren.
· Die Notstromversorgung kann die Anzahl der Geräte begrenzen, die Sie gleichzeitig betreiben können (abhängig vom Typ des Hybrid-Wechselrichters und seiner Leistungsfähigkeit).
Weitere Informationen zur Auswahl eines hybriden Solar- oder Inselnetz-Stromversorgungssystems finden Sie in unserer vollständigen Anleitung zu
hybride Solarbatteriesysteme hier
Hybride Sonnensystemtypen - Technischer Leitfaden
Dies ist ein eher technischer Leitfaden für die verschiedenen auf dem Markt erhältlichen Hybridsolarsysteme und Wechselrichter. Die verfügbaren Systeme können je nach den örtlichen Solarverteilern und Stromnetzbetreibern in Ihrem Land variieren. In unserem vollständigen Test über Hybrid- und Batteriespeicher finden Sie einen direkten Vergleich der verschiedenen Hybrid-Wechselrichter und Batteriespeichersysteme.
Hybridsysteme lassen sich im Allgemeinen in zwei Hauptkategorien einteilen:
1. All-in-One-Hybridwechselrichter und All-in-One-Hybridsysteme - mit und ohne Notstromversorgung.
2. Erweiterte AC-gekoppelte Systeme (netzfern oder hybrid)
1. All-In-One Hybrid Wechselrichter / Systeme
Das wirtschaftlichste Hybrid-Solarsystem verwendet einen All-in-One-Hybrid-Wechselrichter, der einen Solar-Wechselrichter und einen Batteriewechselrichter / ein Batterieladegerät sowie clevere Steuerungen enthält, die den effizientesten Einsatz Ihrer verfügbaren Energie bestimmen.
Ein All-in-One-Hybridsystem ist im Grunde genommen ein Hybridwechselrichter zusammen mit einer Lithiumbatterie in einem Komplettpaket, normalerweise in der Größe eines Kühlschranks. Wie bei den meisten Geräten gibt es jedoch viele Merkmale und Funktionen, die die Vielzahl der verfügbaren Hybridsysteme unterscheiden.
All-in-One-Wechselrichter (kein Backup)
Dies ist die grundlegendste Art von Hybrid-Solarwechselrichtern und funktioniert ähnlich wie ein Solarwechselrichter mit Netzeinspeisung, ermöglicht jedoch auch die Speicherung von Sonnenenergie in einem Batteriesystem für den Eigenverbrauch. Der Hauptnachteil dieses Wechselrichtertyps besteht darin, dass er keine Netztrennvorrichtung enthält, was bedeutet, dass er bei einem Stromausfall keinen Strom liefern kann (im Allgemeinen als unterbrechungsfreie Stromversorgung oder USV-Funktion bezeichnet). Wenn die Netzstabilität keine Rolle spielt, ist dieser einfache Hybrid-Wechselrichter eine gute wirtschaftliche Wahl.
All-in-One-Hybrid-Wechselrichter mit Backup-Funktion - Von links nach rechts - Sungrow, SolarEdge Storedge, Solax x-hybrid, Imeon Energy Hybrid
All-in-One Wechselrichter mit Backup (USV)
Dieser fortschrittlichere All-in-One-Hybrid-Wechselrichter verfügt über eine Notstromfunktion, die entweder eingebaut oder als separate Zusatzeinheit ausgeführt werden kann. Unter normalen Betriebsbedingungen kann das Haus mit Strom versorgt werden (festgelegte Stromkreise), die Batterien werden aufgeladen und überschüssiger Strom kann in das Stromnetz eingespeist werden. Wenn ein Stromausfall auftritt oder das Netz instabil wird, schaltet das Gerät automatisch auf Batteriebetrieb um und arbeitet unabhängig vom Stromnetz weiter (in der Regel in weniger als 1 bis 3 Sekunden). Einige Hybrid-Wechselrichter verfügen über eine sofortige Sicherung, wie der Redback-Hybrid-Wechselrichter im folgenden Video.
All-in-One-System mit integriertem Akku
Ein neuerer Trend besteht darin, den All-in-One-Hybrid-Wechselrichter zusammen mit einem Batteriesystem in einer vollständigen Einheit zu verpacken. Dies bietet eine sehr ordentliche und kostengünstige Option, die normalerweise etwa die Größe eines mittleren Kühlschranks hat. Diese Systeme sind sehr ordentlich und einfach zu installieren, können jedoch einige Einschränkungen aufweisen, da einige Modelle zu einem späteren Zeitpunkt nicht mehr erweitert werden können.
Einige der Hybridsysteme sind mit integriertem oder passendem Akku erhältlich
2. Fortschrittliche AC-gekoppelte Hybrid- und Off-Grid-Systeme
Bis vor kurzem (vor billigen All-in-One-Hybrid-Wechselrichtern) bestanden die meisten Hybridsysteme aus zwei verschiedenen Wechselrichtern, die zusammen ein sogenanntes AC-gekoppeltes System bildeten. ein Standard-Solar-Wechselrichter und ein hoch entwickelter Wechselrichter für interaktive oder Multimode-Batterien.
Der Solar-Wechselrichter kann ein beliebiges Standardgerät sein, ist jedoch normalerweise entweder von derselben Marke oder mit dem interaktiven Wechselrichter kompatibel, um die Batterieladung zu optimieren.
Der interaktive Wechselrichter oder Multimode-Wechselrichter fungiert als Batteriewechselrichter / Ladegerät und komplettes Energiemanagementsystem und verwendet eine clevere programmierbare Software zur Optimierung des Energieverbrauchs. Interaktive Wechselrichter liefern die Energie auf die gleiche Weise wie netzunabhängige Wechselrichter, steuern jedoch auch die Netzverbindung (Import und Export von Energie) und können so konfiguriert werden, dass ein Backup-Generator (Generator) automatisch gestartet und betrieben wird.
Grundaufbau eines fortschrittlichen AC-gekoppelten Hybridsystems
Hauptmerkmale eines AC-gekoppelten Systems
· Leistungsstarker Batteriewechselrichter zur Versorgung dauerhaft hoher Lasten
· Fortschrittliches mehrstufiges Ladegerät für Blei-Säure- oder Lithium-Batterien
· Eingebauter automatischer Wechselstrom-Umschalter (USV-Funktion)
· Hohe Durchgangsleistung
· Hohe Stoßbelastbarkeit
· Generatorsteuerung - Auto Start / Stop
· Kann auch für netzunabhängige High-End-Stromversorgungssysteme verwendet werden
· Fernüberwachung
· Netzeinspeisung und -begrenzung bei Stromüberschuss
· Spitzenrasur zur Reduzierung des Spitzenbedarfs
· Lastverschiebung und erweitertes Energiebedarfsmanagement
Fortschrittliche AC-gekoppelte Systeme werden für netzferne und hybride Installationen verwendet, die ein hohes Maß an Energieverwaltung erfordern. Die leistungsstarke Software für den Betrieb von Multimode-Wechselrichtern ermöglicht die Steuerung von Energie, wie z. B. die Peak-Shaving-Funktion, sowie Datenprotokollierung und SPS-Funktionen über digitale Ein- / Ausgänge und Relaissteuerungen. Diese Systeme können auch mit sehr großen Batteriebänken zusammenarbeiten und verfügen über eine spezielle Batterieüberwachung und Temperatursensoren, um die Batterielebensdauer zu verlängern.
Aufgrund der vielen Funktionen und der fortschrittlichen Software sind die Kosten für interaktive Wechselrichter in der Regel höher als für All-in-One-Wechselrichter. In vielen Anwendungen sind die zusätzlichen Kosten jedoch die zusätzliche Investition wert, da sie im Allgemeinen zuverlässiger und effizienter sind und künftige Erweiterungen ermöglichen.
Layout des interaktiven USV-Netzes
Eine vollständige Liste der verfügbaren Hybridsysteme und Wechselrichter finden Sie in unserem Hybrid-Wechselrichter- und Systemtest.
