Bei der Planung eines Solar-Plus-Speicher-Systems ist eine der häufigsten Fragen:Was ist das optimale Verhältnis zwischen PV-Leistung, Wechselrichterleistung und Lithium-Batteriekapazität?Es gibt kein allgemeingültiges Verhältnis, das für jedes Projekt geeignet ist. Die ideale Konfiguration hängt vom Stromverbrauch des Kunden, den Anforderungen an die Notstromversorgung, den verfügbaren Solaranlagen, der Batterieladestrategie und dem Budget ab.Es gibt jedoch praktische Größenbereiche, die als Ausgangspunkt dienen können. 1. Verhältnis PV-Anlage zu Wechselrichter: Üblicherweise 1,2–1,5Das Verhältnis zwischen PV-Leistung und Wechselrichterleistung wird üblicherweise wie folgt ausgedrückt: Gleichstrom/Wechselstrom-Verhältnis:DC/AC-Verhältnis = PV-Leistung (kWp) ÷ Wechselrichterleistung (kW)Zum Beispiel:130 kWp PV + 100 kW Wechselrichter → DC/AC-Verhältnis = 1,3150 kWp PV + 100 kW Wechselrichter → DC/AC-Verhältnis = 1,5Ein DC/AC-Verhältnis über 1,0 ist üblich, da Solarmodule selten über längere Zeiträume mit ihrer Nennleistung unter Standardtestbedingungen (STC) betrieben werden. Durch die Überdimensionierung der PV-Anlage kann der Wechselrichter mehr Stunden am Tag näher an seiner Nennleistung arbeiten.Die Referenzkonfiguration des NREL für eine Photovoltaikanlage mit Batteriespeicher im Kraftwerksmaßstab verwendet ein Gleichstrom/Wechselstrom-Verhältnis von ungefähr 1,34, und in ihren Forschungsergebnissen wird darauf hingewiesen, dass Verhältnisse von 1,2–1,3 oft ohne wesentliche Einschränkungen akzeptabel sind.Praktische EmpfehlungFür viele gewerbliche und industrielle Projekte:PV: Wechselrichter ≈ 1,2–1,5: 1Ein typischer Ausgangspunkt ist:1,3 kWp PV-Anlage: 1 kW WechselrichterAllerdings sollte das endgültige Verhältnis mit der maximalen Gleichstrom-Eingangsleistung, dem MPPT-Spannungsbereich und dem maximalen Eingangsstrom des Wechselrichters verglichen werden. 2. Wechselrichter zu Batterie: Fokus auf Batterieleistung, nicht nur auf kWhDie Batterie hat zwei wichtige Spezifikationen:Batterieleistung: kWBatteriekapazität: kWhDas sind nicht dieselben Dinge.Zum Beispiel:100 kW / 215 kWh BatteriespeicherDas bedeutet, dass das System theoretisch mit 100 kW entladen werden kann, während die Batterie etwa 215 kWh Energie speichert.Die ungefähre Entladedauer bei Volllast beträgt:215 kWh ÷ 100 kW = 2,15 StundenDeshalb sollten Sie bei der Auswahl der Batterie zunächst Folgendes feststellen:Wie viel Strom benötigt der Kunde und für wie viele Stunden?Zum Beispiel:Backup-AnforderungEmpfohlene Batterie100 kW für 1 Stunde≈ 100 kWh100 kW für 2 Stunden≈ 200 kWh100 kW für 3 Stunden≈ 300 kWh250 kW für 2 Stunden≈ 500 kWh500 kW für 2 Stunden≈ 1.000 kWhIn der Praxis sollten zusätzliche Kapazitäten für die Entladetiefe der Batterie, Umwandlungsverluste, Temperatur, Alterung und einen Reserve-Ladezustand berücksichtigt werden. 3. Ein praktisches Anfangsverhältnis für PV- + BatteriesystemeFür ein gewerbliches oder industrielles Solar-Plus-Speicher-Projekt ist folgender Ausgangspunkt sinnvoll:PV : Wechselrichter : Batterieleistung ≈ 1,3 : 1 : 1Zum Beispiel:130 kWp PV + 100 kW Wechselrichter + 100 kW Batterie-PCSDie Batteriekapazität wird dann entsprechend der benötigten Backup-Dauer ausgewählt.Falls eine zweistündige Datensicherung erforderlich ist:130 kWp PV + 100 kW Wechselrichter + 100 kW / 200 kWh BatterieFalls drei Stunden benötigt werden:130 kWp PV + 100 kW Wechselrichter + 100 kW / 300 kWh BatterieDies ist lediglich eine vorläufige Dimensionierungsmethode. Die endgültige Auslegung sollte auf dem tatsächlichen Lastprofil und der Betriebsstrategie basieren.4. Welche Batteriekapazität benötigt eine Solaranlage?Hier liegt das Problem bei der Planung vieler Projekte.Eine 500-kWp-Photovoltaikanlage nicht wird automatisch eine 500-kWh-Batterie benötigt.Die Batteriekapazität sollte primär bestimmt werden durch:Täglicher StromverbrauchEnergiebedarf in der NachtSpitzenlastErforderliche Backup-DauerHäufigkeit von NetzausfällenGewünschte SelbstverbrauchsquoteStromtarif und Preisgestaltung in Spitzen- und NebenzeitenWenn eine Fabrik beispielsweise Folgendes besitzt:Spitzenlast: 300 kWDurchschnittliche Abendlast: 150 kWErforderliche Datensicherung: 4 StundenDer Batteriebedarf könnte ungefähr so ​​hoch sein:150 kW × 4 h = 600 kWhanstatt einfach nur die PV-Kapazität anzupassen. 5. Unterschiedliche Anwendungen erfordern unterschiedliche VerhältnisseGewerblicher und industrieller EigenverbrauchZur Reduzierung des Netzstromverbrauchs tagsüber und zur Verlagerung der Solarenergie in die Abendstunden:PV: Wechselrichter ≈ 1,2–1,5: 1Die Akkulaufzeit ist üblicherweise auf etwa 2–4 Stundenabhängig vom Lastprofil und dem Stromtarif.NotstromversorgungFür Kunden, die sich hauptsächlich um Stromausfälle sorgen:Die Batterie Nennleistung wird wichtiger.Zum Beispiel:500 kW Last → ca. 500 kW BatterieleistungErmitteln Sie anschließend die Energiekapazität entsprechend der benötigten Backup-Zeit.Für 2 Stunden:500 kW × 2 h = 1.000 kWhEine vorläufige Konfiguration könnte also wie folgt aussehen:650 kWp PV + 500 kW Wechselrichter + 500 kW / 1.000 kWh BESSGroßkraftwerk mit Photovoltaik und SpeicherGrößere Projekte können höhere PV-Gleichstrom/Wechselstrom-Verhältnisse und Batterien mit mehrstündiger Kapazität nutzen. Die repräsentative PV-Anlage mit Batteriespeicher des NREL im Versorgungsmaßstab verwendet etwa 1,34 MW DC-PV-Anlage, 100 MW AC-Wechselrichterkapazität und 240 MWh nutzbare BatterieenergieDies verdeutlicht, dass das optimale Verhältnis stark von der Systemarchitektur und dem Betriebsziel abhängt. 6. Gleichstromgekoppelte vs. Wechselstromgekoppelte SystemeDas ideale Verhältnis hängt auch davon ab, ob die Batterie an der Gleichstrom- oder Wechselstromseite angeschlossen ist.In einem Gleichstromgekoppeltes SystemDie Batterie kann einen Teil der PV-Energie speichern, die ansonsten vom Wechselrichter begrenzt würde. Dies ist besonders nützlich, wenn die PV-Anlage im Verhältnis zum Wechselrichter überdimensioniert ist.In einem Wechselstromgekoppeltes SystemDie PV-Anlage und das Batteriesystem verfügen in der Regel über eigene Leistungsumwandlungseinrichtungen. Dies bietet mehr Flexibilität bei der Integration von Speichern in eine bestehende PV-Anlage, führt aber zu zusätzlichen Umwandlungsstufen.Daher kann die gleiche PV-Kapazität je nach Kopplungsarchitektur unterschiedliche Wechselrichter- und Batteriekonfigurationen erfordern. 7. Eine einfache FaustregelFür erste gewerbliche und industrielle Projekte können Sie Folgendes als Ausgangspunkt verwenden:PV-Kapazität: 1,2–1,5 × WechselrichterkapazitätBatterieleistung: ca. 0,5–1,0 × WechselrichterkapazitätBatterieenergie: Batterieleistung × benötigte ÜberbrückungsstundenZum Beispiel:1-MW-Kommerzielles SystemEin sinnvoller vorläufiger Entwurf könnte wie folgt aussehen:PV: 1,3 MWpWechselrichter: 1 MWBatterie-PCS: 500–1.000 kWBatterie: 1–2 MWh für etwa 2 Stunden bei 500–1.000 kWDie endgültige Konfiguration sollte dann entsprechend der tatsächlichen Lastkurve des Kunden optimiert werden.Fazit: Gibt es wirklich ein „perfektes“ Verhältnis?Es gibt kein einziges Verhältnis von Photovoltaikanlage zu Wechselrichter zu Batterie, das für jedes Projekt perfekt ist.Ein System, das für maximaler solarer Eigenverbrauch kann eine andere Konfiguration erfordern als die für Notstromversorgung, Spitzenlastabdeckung oder Energiearbitrage.Die eigentliche Frage lautet also nicht:„Was ist das Standardverhältnis?“Es ist:„Welches Verhältnis ist das richtige für mein Projekt?“Eine 1-MW-Photovoltaikanlage benötigt nicht zwangsläufig eine 1-MW-Batterie. Eine 1-MWh-Batterie liefert nicht zwangsläufig 1 MW Notstrom. Und die Installation von mehr Solarmodulen oder einer größeren Batteriekapazität bedeutet nicht immer eine bessere Wirtschaftlichkeit.Der Schlüssel liegt darin, das richtige Gleichgewicht zu finden zwischen PV-Erzeugung, Wechselrichterleistung, Batteriekapazität, Lastbedarf und Betriebsstunden.Doch wie viel PV- und Batteriekapazität benötigt Ihr Projekt tatsächlich?Wenn Sie Ihre Spitzenlast, täglicher Energieverbrauch, erforderliche Reservestunden und verfügbare PV-KapazitätDie optimale Systemgröße kann anhand Ihrer tatsächlichen Betriebsbedingungen berechnet werden – nicht nur anhand eines Standardverhältnisses.Denn das beste Energiespeichersystem ist nicht das größte. Es ist dasjenige, dessen Größe auf Ihren tatsächlichen Energieverbrauch abgestimmt ist.