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Grundprinzip von Solar-Surplus
Surplus regelt die Inverter-Leistung auf Basis einer überschüssigen Solar-Leistung. Überschüssige Solar-Leistung ist dann vorhanden, wenn folgende Bedingungen erfüllt sind:
- Die verfügbare Solar-Leistung muss höher sein als die durchschnittliche Leistung, die noch benötigt wird, um die Batterie bis zum Sonnenuntergang voll zu laden. (Diese Bedingung ist automatisch erfüllt, wenn der Solarregler sich im Absorption/Float-Mode befindet).
- Die verfügbare Surplus Leistung muss höher sein, als die Leistung, die gerade im Haushalt verbraucht wird.
Beispiel: Solar-Leistung = 1000W, Reserve für die Batterie = 0W, Surplus-Leistung = 800W, Inverter-Leistung = 800W. Es gibt keine Regelverluste bei einer Änderung der Verbrauchsleistung/Interval-Last.
Vorteile von Solar-Surplus
Im Prinzip wird mehr Leistung ins AC-Netz eingespeist als im Haushalt gerade verbraucht wird. Jetzt stellt sich vermutlich die Frage: „Warum soll ich Energie verschenken?“ Nun, da hat jeder seine eigene Philosophie. Man sollte aber auch bedenken, dass Solar-Surplus nicht nur Energie verschenkt, sondern auch die Rentabilität der Anlage erhöht.
Vorteile:
- Verringerung von Energie-Import aus dem Netz. Immer dann, wenn der Verbrauch ansteigt, benötigt die Null-Regelung etwas Zeit, um den Inverter nachzustellen. Dieser Energieanteil wird dann vom Netz bezogen.
- Optimiertes Verhalten bei stark schwankenden Lasten. Wenn die maximal mögliche Leistung eingespeist wird, dann ist es egal ob ein Verbraucher Intervall-Leistung zieht. Stichwort: Waschmaschine/Intervall-Last.
- Aktive Verwendung des Überschusses. Z.B kann man in dieser Zeit Geräte mit internem Akku laden. (Staubsauger, Akkubohrer usw.)
Regelungsbereich
Solar-Surplus kann angewendet werden, wenn die Batterie vollgeladen ist bzw. wenn der Solarregler sich im Absorption/Float-Mode befindet, aber auch wenn die Batterie noch nicht vollgeladen ist und der Solarregler sich im Bulk-Mode befindet.
Stage-I (Bulk-Mode)
- Ein Teil der verfügbaren Solarenergie wird für das weitere Aufladen der Batterie reserviert, der Rest wird für Surplus verwendet.
- Die reservierte Leistung für die Batterie wird laufend angepasst.
- Man geht ein Risiko ein, das die Batterie im Laufe des Tages nicht vollgeladen wird.
Stage-II (Absorption/Float-Mode)
- Die Batterie ist bereits vollgeladen, es muss keine Leistung reserviert werden.
- Die gesamte verfügbare Solarenergie kann für Surplus verwendet werden.
Mit dem Start-Schwellenwert kann man festlegen ob Stage-I/II oder nur Stage-II verwendet wird. Wenn man beabsichtigt nur Stage-II zu verwenden dann sollte man einen Startwert von 100% SoC oder etwas darunter verwenden.
Anforderungen an das System
Solar-Surplus stellt einige wenige Anforderungen an das System.
- Surplus funktioniert nur mit Invertern, die an einer Batterie und an einem oder mehreren Solarladereglern betrieben werden. Smart-Batterie Inverter werden nicht unterstützt.
- Mindestens ein Solarregler muss Informationen über den aktuellen Beriebs-Mode liefern. (Bulk, Absorption, Float)
- Von der Batterie wird der aktuelle Strom-Wert benötigt.
- Für Stage-I wird zusätzlich der SoC-Wert benötigt.
Surplus überprüft automatisch, ob alle Voraussetzungen erfüllt sind und verweigert gegebenenfalls die Ausführung. Im Gegensatz "Full Solar-Passthrough" ist Surplus in der Lage die „gesamte Solarleistung" alternativ auch über die Batterie Leistung und die Inverter Leistung zu berechnen. Damit ist eine Verbindung zu allen Solarladereglern nicht notwendig.
Vergleich von Solar-Surplus mit Full Solar-Passthrough
Beide Methoden nutzen zwar die überschüssige Solarleistung, aber sie haben unterschiedliche Regelungsarten, haben unterschiedliche Ziele und unterschiedliche Voraussetzungen an das System. Jetzt stellt sich vielleicht die Frage: "Welche Methode ist die Bessere für mich?". Schwer zu sagen ... vielleicht hilft eine Gegenüberstellung.
| Eigenschaft | Solar-Passthrough | Full Solar-Passthrough | Solar-Surplus |
|---|---|---|---|
| Ziel / Absicht | Die Batterie nicht entladen aber versuchen den Bedarf zu decken | Die Batterie nicht über einen definierten SoC Wert laden | Die Batterie nicht daran hindern 100% SoC zu erreichen. Alle überschüssige Energie für Surplus verwenden. |
| Einhaltung der Nulleinspeisung | Ja | Nein | Nein |
| Entladen der Batterie zur Deckung des Bedarfs erlaubt | Nein | Ja | Ja |
| Batterie auf 100% laden | Ja | Nein(1) | Ja |
| Funktioniert im Bulk-Mode | Ja | Ja | Ja |
| Funktioniert im Absorption/Float-Mode | Ja | Nein(1) | Ja |
| Eigenes Powerlimit | Nein | Nein | Ja |
| Benötigt die Gesamtleistung von allen Solarreglern | Ja | Ja | Nein |
(1) Full Solar-Passthrough regelt über ein Gleichgewicht der Energiemengen. Inverter-AC Power = Solar Power - Verluste. Full Solar-Passthrough kann die AC Power nur dann richtig einstellen, wenn die Verluste exact bekannt sind und wenn Sie sich nicht verändern. Wenn die realen Verluste größer sind als die berechneten/konfigurierten Verluste, dann wird die fehlende Energie aus der Batterie genommen. Wenn die realen Verluste kleiner sind als die berechneten/konfigurierten Verluste, dann wird im Bulk-Mode die überschüssige Energie in die Batterie geladen und im Absorption-Mode ist der Solarregler gezwungen seine Abgabeleistung verringern. Das führt dann zu dem Effekt, das die Solar-Leistung im Absorption-Mode langsam immer weiter bis zum Bedarf absinkt.
Surplus hat dieses Problem nicht, weil er für den Bulk-Mode und für den Absorption-Mode unterschiedliche Regelungen hat und nicht über ein Gleichgewicht der Energiemengen regelt.