Umwandlungssteuer: Die versteckten Kosten von AC-gekoppelten Batterien

Solar + Speicherung wird zur Norm

Immer mehr Hausbesitzer kombinieren Solaranlagen mit Speicheranlagen. Im Kapitel "Trendlinien" haben wir gesehen, dass EnergySage einen vierfachen Anstieg der Speicheranbindungsraten im Vergleich zum Vorjahr gemeldet hat. Ob es sich um Reservestrom handelt, um Energieeinsparungen während der Nutzungszeit, um die Vorteile der Nachfragesteuerung oder um die Verringerung der Abhängigkeit vom Stromnetz, Batterien bringen einen erheblichen zusätzlichen Nutzen für ein Solarsystem.

Aber nicht alle Solar- und Speichersysteme sind gleich. Wenn Sie Mikro-Wechselrichter und AC-gekoppelte Batterien verwenden, zahlen Sie versteckte Kosten, die wir Umwandlungssteuer nennen.

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Die Umwandlungssteuer erklärt

Solarmodule erzeugen Gleichstrom (DC). Haushalte verwenden Wechselstrom (AC). Mikro-Wechselrichter wandeln Gleichstrom in Wechselstrom für die Nutzung im Haus um. Jedes Mal, wenn Energie von Wechselstrom in Gleichstrom oder von Gleichstrom in Wechselstrom umgewandelt wird, gibt es Verluste. Batterien speichern Energie als Gleichstrom. Daher müssen bei Systemen mit Mikro-Wechselrichter und Batterie zusätzliche Umwandlungen vorgenommen werden:

1. Gleichstrom → Wechselstrom: Solarmodule senden Gleichstrom an Mikrowechselrichter, die ihn in Wechselstrom (AC) für Ihr Haus umwandeln.
2. AC → DC: Um den Akku zu laden, muss der Wechselstrom wieder in Gleichstrom umgewandelt werden.
3. Gleichstrom → Wechselstrom: Wenn Sie die gespeicherte Energie nutzen, wandelt die Batterie sie wieder in Wechselstrom um, um das Haus mit Strom zu versorgen.

Wenn man die Verluste zusammenrechnet, entstehen bei der Verwendung einer Batterie mit einem Mikro-Wechselrichter durchschnittlich 13,3 % Verluste. Im Gegensatz dazu entstehen bei einem DC-basierten System nur 8,2 % Verluste, wie in Abbildung 10 dargestellt

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DC-gekoppelte Batterien: Eine intelligentere Lösung

Im Gegensatz zu AC-gekoppelten Batterien werden DC-gekoppelte Batterien direkt von den Solarmodulen ohne unnötige Umwandlungen geladen. Und so funktioniert es:

• DC → DC: Die Energie von den Modulen fließt direkt in die Batterie zur Speicherung (keine Umwandlung).
• Gleichstrom → Wechselstrom: Wenn die Energie benötigt wird, erfolgt eine einmalige Umwandlung, während die Batterie Strom in das Haus entlädt.

Dieser rationalisierte Prozess macht redundante Umwandlungen überflüssig, reduziert Verluste und maximiert die Energie, die ein Hausbesitzer speichern und nutzen kann.

In Abbildung 11 werden die Umwandlungsschritte von Gleichstrom in Wechselstrom und umgekehrt für die AC-Architektur und die DC-Architektur verglichen.

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AC-Architektur (mit Mikro-Wechselrichtern)

3 Umwandlungen: 1) Modul zu Mikro-Wechselrichter → 2) Wechselrichter zu Batterie → 3) Batterie zu Haus

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DC-Architektur (mit Optimierern)

1 Umwandlung: 1) Batterie nach Hause

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Wie sich die Umwandlungssteuer summiert

Die Verluste mögen auf den ersten Blick gering erscheinen, aber sie summieren sich mit der Zeit. Hier ist ein einfaches Beispiel:

• Angenommen, eine Hausbatterie lädt und entlädt täglich 10kWh Energie.
• Mikrowechselrichter verursachen 5,1 % zusätzliche Verluste im Vergleich zu gleichstromgekoppelten Speichern, wie in Abbildung 10 dargestellt.
• Bei einem Strompreis von 0,30 $/kWh summieren sich die zusätzlichen Verluste über eine Projektlaufzeit von 25 Jahren auf 2.654 $.

Bei größeren Systemen oder höherer täglicher Nutzung werden die Kosten sogar noch deutlicher. Durch die Vermeidung unnötiger Umwandlungen sparen Hausbesitzer mit gleichstromgekoppelten Batterien Tausende von Dollar an Umwandlungsverlusten während der Lebensdauer ihres Systems.

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Warum dies heute mehr denn je wichtig ist

Batterien in Verbindung mit Solarenergie waren schon immer ein attraktives Mittel zur Notstromversorgung. Ein wichtiger Grund für den Anstieg der Batteriespeicherraten ist jedoch, dass die Tarife der Energieversorger Anreize dafür bieten. Der Anstieg der nutzungsabhängigen Stromtarife, niedrigere Solarexportwerte (wie NEM 3.0 in Kalifornien) und steigende Batterieanbauraten bedeuten, dass Energiespeicherung in vielen Ländern nicht mehr optional ist - sie ist entscheidend, um Einsparungen zu maximieren und/oder Energieexportgrenzen zu vermeiden.

Abbildung 12a zeigt das Batterieverhalten, das den vom Versorgungsunternehmen festgelegten variablen Tarifen entspricht. Der Energieversorger bietet Anreize für den Energieausgleich am Nachmittag.

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Nachfolgend sehen Sie ein Beispiel für einen Tag im Leben eines Systems in Kalifornien, bei dem die überschüssige Solarstromproduktion während des Tages zum Aufladen der Batterie verwendet wird. Die Batterie wird dann am Nachmittag entladen, wenn die Einspeisung von Strom in das Netz zehnmal so viel wert ist wie die Einspeisung in der Tagesmitte.

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Die neue kalifornische NEM-Politik setzt die Anreize für dieses Verhalten: Es wird nicht nur eine Batterie benötigt, um mit Solarenergie Geld zu sparen, sondern sie muss auch fast täglich geladen und entladen werden. Wir haben hier darüber geschrieben. Infolgedessen wird jeden Tag eine Menge Energie in die Batterie ein- und aus ihr herausgeleitet. Bei täglicher Nutzung der Batterie summieren sich die Umwandlungsverluste zu einem beträchtlichen Wert in Dollar. Wenn Sie eine AC-gekoppelte Batterie verwenden, verlieren Sie jeden Tag mehr Energie durch Umwandlungen.

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Zusammenfassung

Die Umwandlungssteuer ist ein versteckter Nachteil in AC-gekoppelten Batteriesystemen, der die Solareinsparungen mit jeder unnötigen Energieumwandlung auffrisst, was sich über die Lebensdauer einer Anlage auf bis zu 2.654 $ summieren kann. Da Batteriespeicher zu einem Standardbestandteil von Solarsystemen für Wohngebäude werden, ist die Wahl einer gleichstromgekoppelten Architektur die intelligentere Lösung.

Zusammen mit der Abschneide-Steuer erhöht sich die Gesamtrechnung der Mikro-Wechselrichter-Steuer auf 13.378 Dollar.

In Kapitel 5: Mehr Geräte, mehr Probleme werden wir uns damit beschäftigen, warum AC-basierte Systeme zusätzliche Komponenten benötigen, um schlechtere Ergebnisse zu erzielen, und wie eine einfachere Einrichtung Zeit, Geld und Kopfschmerzen sparen kann.

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Nachstehend finden Sie eine vollständige Liste der in dieser Reihe enthaltenen Kapitel (Links werden nach und nach hinzugefügt):

Nachstehend finden Sie eine vollständige Liste der in dieser Reihe enthaltenen Kapitel (Links werden nach und nach hinzugefügt):

1. Zusammenfassung: Die wachsende Steuer auf Mikrowechselrichter
2. Trendlinien: Wichtige Veränderungen in der Solarbranche
3. Kürzungssteuer: Energie auf dem Tisch liegen lassen
4. Umwandlungssteuer: Die versteckten Kosten von AC-gekoppelten Batterien
5. Ausrüstungssteuer: Mehr Geräte, mehr Probleme
6. Die Lösung heißt Gleichstrom: DC-Optimierer, DC-gekoppelte Batterien
7. Bonus: Clipping-Showdown: Nicht alle DC:AC-Verhältnisse sind gleich
8. Glossar der Begriffe

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