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Christian Dorst

Abweichung Eigenverbrauch DC / AC Speichersysteme

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Hallo allerseits,

mir ist heute beim Auslegen einer PV-Anlage mit RCT Geräten aufgefallen, dass die Berechnung des Eigenverbrauchs nicht ganz schlüssig ist. Da ich ausschließlich DC-gekoppelte Systeme anbiete, hatte ich die Unterschiede so noch nicht gesehen. Hier die Eckdaten der verwendeten Simulation:

Verbrauchsprofil 2 Personen mit 2 Kindern 2000 kWh im Jahr

2,6 kWp an RCT Power Storage DC 4.0

wird nun eine Power Battery 3.8 DC gekoppelt kommt man auf folgende Werte:

PV-Generatorenergie (AC-Netz) mit Batterie 2257 kWh | EV 1062 kWh = 47%

wird die Power Battery 3.8 AC gekoppelt erhält man:

PV-Generatorenergie (AC-Netz) 2402 kWh | direkter EV 521 kWh | EV mit Batterie netto 860 kWh | Batterieladung 992 kWh = 63%

Als erstes machen mich die Verluste stutzig, da ja das DC-gekoppelte System besser aussehen müsste:

AC: 992 - 860 = 132 kWh

DC: 2402 - 2257 = 145 kWh

Allerdings noch interessanter finde ich den absoluten EV:

AC: 521 + 860 = 1381 kWh

DC: siehe oben 1062 kWh

Wie kann das schlechter angebundene System einen höheren Eigenverbrauch generieren? Netto 30% mehr!

Da ich hier in Thüringen zur Ermittlung der Förderfähigkeit einen EV von 60% rechnerisch erreichen muss, habe ich damit ein mittelgroßes Problem, zumal beim AC-System die Verluste in die EV-Quote mit eingehen (was klar ist), im DC-System aber nicht, wodurch meine Quote weiter sinkt.

Ich habe das jetzt bei den RCT Geräten beobachtet, denke aber es betrifft alle DC gekoppelten Systeme. Ich freue mich auf konstruktive Antworten.

Beste Grüße

Christian Dorst

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Hallo Christian,

das ist eine sehr interessante Frage, wie ich finde! Es gibt immer noch viele Unsicherheiten beim Thema DC- und AC-Kopplung von Speichern, viele Missverständnisse, und auch (leider) ein paar Fallstricke in PV*SOL, über die man stolpern kann, wenn man die Kopplungsarten vergleicht.

Vielleicht fange ich mit dem Fallstrick Nr. 1 an: Die zeitliche Auflösung in PV*SOL. Solche Vergleiche sollten grundsätzlich in minütlicher Auflösung gemacht werden, da nur dann sichergestellt ist, dass alle Effekte so realistisch wie möglich behandelt werden. Es ist in deinem speziellen Fall vor allen Dingen so, dass das genutzte Lastprofil ("2 Personen mit 2 Kindern") in 1min-Auflösung vorliegt, was bei DC-Kopplung dazu führt, dass auch PV-Wechselrichter und Batterien in 1min-Auflösung gerechnet werden, bei AC-Kopplung jedoch nicht.

2. Problem: Die minimale Einspeise-Leistung des Wechselrichters im Zusammenspiel mit einem relativ niedrigen Verbrauch. Der gewählte PV-Wechselrichter hat eine minimale Einspeise-Leistung von 25 W. Das gewählte Lastprofil hat vor allem nachts sehr häufig Leistungswerte von um die 15 W. Das bedeutet, dass das DC-gekoppelte Batteriesystem hier nicht zur Deckung des Verbrauchs beitragen kann, da es nicht über die "Schranke" des WEchselrichters kommt. AC-seitig angeschlossen besteht dieses Problem nicht. Das ist im Übrigen ein tatsächliches Problem in der Praxis, das oft nicht beachtet wird.

3. Problem: Die Wirkungsgradkennlinie des PV-Wechselrichters im Zusammenspiel mit einem relativ niedrigen Verbrauch. Der verwendete PV-wechselrichter hat eine Nennleistung von 4 kW. Die Wirkungsgrad-Kennlinie bezieht sich damit auf eben diese 4 kW, wenn die Auslastung berechnet wird. Wenn nun der relativ geringe Verbrauch, mit einer Leistung von z.B. 80 W aus dem Batteriesystem gedeckt wird, liegt man auf der Wechselrichter-Kennlinie bei 80/4000 = 2% Auslastung. Also etwa hier:

image.png

Beim vorliegenden Verbrauchsprofil, skaliert auf 200 kWh im Jahr, sind 26 % aller Leistungen geringer als 400 W, und damit unterhalb der 10% Auslastung aus Sicht des PV-Wechselrichters.

Fazit:

Es ist bei DC-Systemen noch viel wichtiger als bei AC-gekoppelten, dass man die Anschlussleistungen der Geräte und des Verbrauchs gut aufeinander abstimmt.

Quote

Wie kann das schlechter angebundene System einen höheren Eigenverbrauch generieren?

Ich hoffe, dass die Frage damit halbwegs beantwortet ist. Es kommt immer auf den Einzelfall und die verwendeten Geräte an. In keinem Fall kann man aber sagen, dass AC-Geräte schlechter angebunden seien. Häufig ist sogar das Gegenteil der Fall, da man AC-gekoppelt die Probleme 2 und 3 nicht hat.

Beste Grüße,

Martin

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Hallo Martin,

danke für Deine ausführliche Antwort. Ich möchte meine Gedanken und Anregungen dazu ausführen:

1. AC- und DC-gekoppelte Systeme sollten in der Simulation mit den gleichen Bedingungen berechnet werden. Also bei beiden Systemen minütliche Simulation beim Vorliegen dieser Werte in den Verbrauchsprofilen. Andernfalls sehe ich hier eine klare Bevorzugung von AC-gekoppelten Systemen, da sie unter den von Dir angebenen Bedingungen besser abschneiden müssen.

2. Anpassung der Wirkungsgrad-Kennlinien der PV- und Speicherwechselrichter.

Die ersteren laufen momentan beim Startpunkt 0% / 0% los, und die erste Stützstelle der Kennlinie liegt bei 5% Auslastung. Dadurch sind alle Werte unter 5% Auslastung, welche ja in der Praxis - wie Du beschreibst - recht oft vorkommen, unterirdisch schlecht. Entspricht dies der Realität?

Bei den Speicherwechselrichtern ist der Startpunkt bei 0% Auslastung bereits bei einem annehmbaren Wirkungsgrad (hier 88,4% sowohl für den AC- als auch den DC-gekoppelten WR hinterlegt). Entspricht dies der Realität? Ich denke auch der Speicherwechselrichter hat bei weniger 1% Auslastung einen kleineren Wirkungsgrad als 88,4%.

Schau ich mir den SPI von der HTW-Berlin für die RCT Geräte oder auch die DC-gekoppelten Kostal + BYD Kombination an, denke ich, dass der sehr geringe Wirkungsgrad unter 5% Auslastung so recht weit von der Realität entfernt ist. Vlt. wäre ein Wert bei 1% Auslastung praxisrelevanter. Habt Ihr dazu mehr Werte? Wo kommen die Werte überhaupt her, vom Hersteller?

Sonnige Grüße aus Erfurt

Christian

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