Neprekidno napajanje sada je dostupno za solarne sustave s baterijama

Kako funkcionira solarni sustav s neprekidnim napajanjem povezan na mrežu?

Moderni solarni sustavi više ne ovise isključivo o sunčevoj svjetlosti kao izvoru energije: mreža i baterija također mogu imati ulogu u opskrbi energijom. Neprekidni sustav s baterijom i mrežnom vezom znači da sustav može raditi i iz mreže te se automatski prebaciti na rad na bateriji u slučaju nestanka struje, time osiguravajući neprekinutu opskrbu energijom. Idealno bi bilo da se baterija puni iz proizvodnje solarnih panela, ali ako se baterija isprazni i nema dovoljno sunčeve svjetlosti, sustav može po potrebi koristiti i energiju iz mreže. To znači da, na primjer, ako dođe do nestanka struje kada baterija još uvijek ima energije, sustav će nastaviti rad bez prekida.

Neki invertori već imaju ugrađeni mehanizam prebacivanja koji prelazi na rad na bateriji unutar 0,01–0,02 sekunde ako mreža bude prekinuta. To osigurava da potrošači dobiju neprekinutu opskrbu električnom energijom čak i u slučaju nestašice ili nestanka struje. Mrežna vezi također omogućuje vraćanje viška proizvodnje u mrežu (HMKE – kućni mali pogon), dok baterija služi kao rezervna.

Kako odabrati neprekidno napajanje za hibridne i autonomne (off‑grid) sustave?

Prilikom odabira izvora napajanja potrebno je razmotriti nekoliko ključnih čimbenika:

• Zahtjevi za snagom: Izmjerite vršnu potražnju potrošača (ukupni vati) i startna opterećenja (npr. motori, klima uređaji).
• Brzina konverzije snage: što prije invertor može prebaciti režim, to će korisnici manje osjetiti prekide.
• Učinkovitost i gubici: sustav koji radi s manjim gubicima je dugoročno isplativiji.
• Kompatibilnost s invertorom: invertor mora podržavati rad kao rezervni (hibridni ili off-grid način).
• Zaštita i sigurnost: potrebna je odgovarajuća zaštita (preko struje, prenapona/podnapona, temperatura).
• Stabilnost ciklusa: koliko dugo baterija može trajati – npr. litijska tehnologija obično izdrži veći broj ciklusa.

Koje licence dobavljača električne energije su potrebne za takav sustav u Mađarskoj?

U slučaju takvih hibridnih sustava povezanih na mrežu, ako sustav također vraća energiju u mrežu (HMKE), potrebno je dobiti licencu od dobavljača električne energije.

Primjeri:

• Podnošenje zahtjeva dobavljaču električne energije za instalaciju male kućne elektrane.
• Vrsta invertora, struja spoja i veličina osigurača moraju biti odobreni (npr. E.ON “odobrenje invertora”).
• Predaja projektne dokumentacije i tehničkog opisa (npr. za odobrenje mreže za distribuciju).
• Ako nema vraćanja u mrežu (autonomni sustav), zahtjev za dozvolom je manji, ali elektroinstalaciju mora izvesti stručnjak.

Zašto je neprekidno napajanje važno za poslovne objekte i kuće?

Nestanci struje mogu uzrokovati ozbiljne probleme u kućama (hladnjaci, zamrzivači, grijanje, rasvjeta) i u poslovnim prostorima (serveri, strojevi, gubitak podataka). Svrha neprekidnog napajanja (UPS) je preuzeti funkciju mreže tijekom nestanka struje i osigurati opskrbu energijom.

Što je neprekidno napajanje?

U klasičnom smislu, neprekidno napajanje (UPS) je uređaj koji prati mrežni napon i odmah se prebacuje na rad na bateriji u slučaju nestanka struje, tako da opskrba energijom ne bude prekinuta.

Međutim, moderni solarni sustavi rade drukčije: hibridni invertori pružaju zaseban priključak za neprekidne potrošače, tako da ti uređaji nastavljaju rad bez prekida čak i kad u mreži nema napona. Sustav automatski detektira nestanak struje, ali neprekidni krug ostaje aktivan sve dok je dostupna dovoljna energija iz solarnog panela ili baterije.

Zašto je baterija potrebna za neprekidno napajanje?

Baterija osigurava energiju koju neprekidno napajanje (ili hibridni invertor) koristi za napajanje potrošača u slučaju nestanka struje. Bez baterije nema rezervne energije, pa neprekidni rad nije moguć.

Iako tehnički kapacitet baterije određuje koliko dugo sustav može raditi tijekom nestanka struje, ako solarni paneli također pune bateriju, onda je u teoriji operativno vrijeme neograničeno – pod uvjetom da ima dovoljno sunčeve svjetlosti za punjenje.

Koje vrste baterija se mogu koristiti u autonomnim sustavima?

Najčešće korištene vrste su:

• Olovno-kiselinske (zapečaćene/gel, AGM) — niži trošak, ali kraći vijek i broj ciklusa
• Litij-ionske (LiFePO₄, Li-NMC itd.) — viša cijena, ali znatno veći broj ciklusa i bolja učinkovitost
• Druge tehnologije (npr. na bazi nikla, redox flow) — rjeđe se koriste, obično eksperimentalna rješenja

Prilikom odabira treba razmotriti stabilnost ciklusa, dubinu pražnjenja, osjetljivost na temperaturu i zahtjeve za održavanjem.

Razmatranja dimenzioniranja za trofazne potrošače

U trofaznom sustavu kapacitet baterije i invertora mora biti dimenzioniran tako da svaka faza bude opskrbljena energijom. To znači da sustav mora moći raspodijeliti opterećenje odgovarajuće po fazama. Sljedeći čimbenici se uzimaju u obzir kod dimenzioniranja trofaznog sustava: balansiranje faza, energetski izlaz pojedinih potrošača i rezervni kapacitet.

Izračun kapaciteta baterije za različite korisničke profile

Određivanje kapaciteta baterije jedan je od najvažnijih koraka u projektiranju autonomnog (off-grid) ili hibridnog sustava. Kod dimenzioniranja preporučljivo je slijediti ove korake:

1. Odredite vašu dnevnu potrošnju energije u kilovat-satima (kWh):
Postoje dva pristupa za to. Jedna metoda je zbrojiti dnevnu potrošnju svih potrošača (npr. hladnjak, rasvjeta, računalo, pumpa itd.). Drugo, jednostavnije rješenje je očitati brojilo struje ujutro i navečer – razlika između te dvije vrijednosti daje vaš dnevni unos u kilovat-satima.

2. Odredite koliko sati rezervne snage trebate:
To je vrijeme tijekom kojeg sustav mora moći raditi samostalno (npr. 2–6 sati ili čak nekoliko dana ako nema opskrbe solarnom energijom).

3. Izračunajte potreban kapacitet u kWh:

Kapacitet (kWh) = (dnevna potrošnja kWh / 24 × vrijeme rezervne snage u satima) * iskoristivi kapacitet

Primjer:

• Dnevna potrošnja: 10 kWh
• Vrijeme rezerve: 1 dan
• Iskoristivi kapacitet: 80 % (tj. 0,8)
• Kapacitet (kWh) = 10/24 × 8 × 0,8 = 2,67
• Ah = (kapacitet kWh × 1000) / napon sustava (V)
• Na primjer, ako je sustav 48 V, tada:
• Ah = (2,67 × 1000) / 48 = otprilike 55,625 Ah

Važno je napomenuti da za precizno određivanje zahtjeva treba uzeti u obzir vrstu uporabe: npr. grijanje, hlađenje, pumpanje, rasvjeta, kućna ili industrijska upotreba, te vremenski raspored tih opterećenja (noćna-dnevna potrošnja). Ovisno o profilu, potrebna veličina baterije može značajno varirati.

Savjeti SOLARKIT-a za instalaciju sustava

Kako spojiti neprekidno napajanje?

Ulaz neprekidnog napajanja (UPS/invertor) spaja se na mrežni izvor, baterije se spajaju na DC stranu, a potrošači dobivaju energiju s izlaza invertora. U slučaju nestanka struje UPS se odmah prebaci na rad na bateriji.

Kako se puni neprekidno napajanje i baterija?

Ako kupac želi, kada mreža radi, sustav puni bateriju iz viška solarne energije ili izravno iz mreže. Kontroler invertora regulira punjenje, prateći napon i struju.

Kako odabrati invertor za hibridne sustave: na što profesionalac treba obratiti pažnju?

Važno je da invertor podržava rad na bateriju, ima brzu mogućnost prebacivanja, visoku učinkovitost i da je uključen u popis invertora koje odobrava servisni davatelj.

Koji se izazovi pri instalaciji mogu pojaviti? Ožičenje, zaštita i sigurnosni propisi

Duge instalacijske žice mogu uzrokovati gubitke, stoga presjek vodova mora biti pravilno dimenzioniran. Zaštita mora uključivati zaštitu od prenapona, kratkih spojeva i zaštitu od prekomjernog punjenja / potpunog pražnjenja. Instalaciju smije izvesti samo ovlašteni električar.

Kako hibridni trofazni sustav povećava konkurentnost profesionalaca na tržištu?

Trofazni sustavi znače veće prodajne i proširive mogućnosti, jer su pogodniji i za industrijske potrošače, a diferencirane usluge (neprekidno napajanje, backup) mogu profesionalce izdvojiti od konkurencije.

FAQ

1. Koliko često treba održavati baterijski sustav neprekidnog napajanja?

Preporučuje se barem jednom godišnje provjeriti stanje baterije, spojeve i rad sustava, osobito kod intenzivnije uporabe.

2. Može li se stara, postojeća baterija koristiti za sustav neprekidnog napajanja?

To se preporučuje samo ako je tip baterije kompatibilan sa sustavom i još je u dobrom stanju – ali radi pouzdanosti bolje je odabrati novi uređaj.

3. Što se događa ako se baterija isprazni a nema napajanja iz mreže?

U tom slučaju sustav ne može opskrbljivati energijom – kad je baterija prazna, napajanje prestaje dok se mreža ne vrati ili ne bude dostupan alternativni izvor punjenja.

4. Koji je očekivani vijek trajanja litijske baterije?

U prosjeku 8–12 godina, uz moguće 6.000–8.000 ciklusa, ovisno o vrsti i uporabi – što znatno nadmašuje vijek trajanja olovno-kiselinskih baterija.

5. Koliko vremena je potrebno da se investicija u hibridni neprekidni sustav isplati?

Za kućanstva, ulaganje se može isplatiti za 6–10 godina, a za tvrtke već za 3–5 godina, posebno ako su česti nestanci struje ili velika potrošnja.