Alimentare neîntreruptibilă cu energie disponibilă acum pentru sistemele solare cu baterii

Cum funcționează un sistem solar neîntrerupt conectat la rețea?

Sistemele solare moderne nu mai depind exclusiv de soare ca sursă de energie: rețeaua electrică și bateria pot juca, de asemenea , un rol important în alimentarea cu energie. Un sistem neîntreruptibil cu baterie și conexiune la rețea înseamnă că sistemul poate funcționa și din rețea și comută automat la modul baterie în cazul unei întreruperi de curent, asigurând astfel o alimentare neîntreruptă cu energie. În mod ideal, bateria ar trebui încărcată cu energie solară, dar dacă bateria este descărcată și nu există suficientă lumină solară, sistemul poate utiliza și energia din rețea, dacă este necesar. Acest lucru înseamnă că, de exemplu, dacă se produce o întrerupere a alimentării cu energie electrică atunci când bateria mai are energie, sistemul va continua să funcționeze fără întrerupere.

Unele invertoare au deja un mecanism de comutare încorporat care comută la funcționarea cu baterie în 0,01-0,02 secunde dacă rețeaua este întreruptă. Acest lucru asigură consumatorilor o alimentare neîntreruptă cu energie chiar și în cazul unei penurii de energie sau al unei întreruperi de curent. Conectarea la rețea permite, de asemenea, realimentarea rețelei cu energia produsă în exces (HMKE – mică centrală electrică de dimensiuni casnice), în timp ce bateria servește ca rezervă.

Cum se alege o sursă de alimentare neîntreruptă pentru sisteme hibride, autonome?

La selectarea unei surse de alimentare trebuie luați în considerare mai mulți factori critici:

• Cerințe de alimentare: măsurați cererea maximă a consumatorilor (totalul de wați) și sarcinile de pornire (de exemplu, motoare, aer condiționat).
  
  
• Viteza de conversie a energiei: cu cât invertorul poate comuta mai repede, cu atât vor fi mai puține întreruperi pentru consumatori.
  
  
• Eficiență și pierderi: un tip cu pierderi mai mici este mai economic pe termen lung.
  
  
• Compatibilitatea cu invertorul: invertorul trebuie să suporte funcționarea cu baterie de rezervă (așa-numitul mod hibrid sau off-grid).
  
  
• Protecție și siguranță: sunt necesare protecții adecvate (supracurent, supratensiune/subtensiune, temperatură).
  
  
• Stabilitatea ciclului: cât timp poate dura bateria – de exemplu, tehnologia litiu durează, în general, mai multe cicluri.

Ce licențe de furnizor de energie electrică sunt necesare pentru un astfel de sistem în Ungaria?

În cazul unor astfel de sisteme hibride/conectate la rețea, dacă sistemul alimentează și rețeaua (HMKE), trebuie obținută o licență de la furnizorul de energie electrică.

Exemple:

• Cerere adresată furnizorului de energie electrică pentru instalarea unei centrale electrice de mici dimensiuni pentru uz domestic.
  
  
• Tipul invertorului, curentul de conectare și dimensiunea siguranței trebuie să fie aprobate (de exemplu, „aprobarea invertorului” E.ON).
  
  
• Depunerea documentației de proiectare și a specificațiilor tehnice (de exemplu, pentru autorizarea rețelei de distribuție).
  
  
• Dacă nu există alimentare (sistem autonom), cerințele de autorizare sunt mai puțin stricte, dar instalarea electrică trebuie efectuată de un specialist.

De ce este importantă alimentarea neîntreruptă cu energie electrică pentru întreprinderi și gospodării?

Întreruperile de curent pot cauza probleme grave atât în gospodării (frigidere, congelatoare, încălzire, iluminat), cât și în întreprinderi (servere, mașini, pierderea datelor). Scopul unei surse de alimentare neîntreruptă (UPS) este de a prelua rolul rețelei electrice în timpul unei întreruperi de curent și de a asigura alimentarea cu energie electrică.

Ce este o sursă de alimentare neîntreruptibilă?

În sensul clasic, o sursă de alimentare neîntreruptibilă (UPS) este un dispozitiv care monitorizează tensiunea rețelei electrice și comută imediat la modul baterie în cazul unei întreruperi de curent, astfel încât alimentarea cu energie electrică să nu fie întreruptă.

Cu toate acestea, sistemele solare moderne funcționează diferit: invertoarele hibride oferă un punct de conectare separat pentru consumatorii neîntreruptibili, astfel încât aceste dispozitive să continue să funcționeze fără întrerupere chiar și atunci când nu există tensiune în rețeaua electrică. Sistemul detectează automat o pană de curent, dar circuitul neîntrerupt rămâne activ atâta timp cât este disponibilă suficientă energie din panoul solar sau baterie.

De ce este necesară o baterie pentru o sursă de alimentare neîntreruptă?

Bateria furnizează energia pe care sursa de alimentare neîntreruptă (sau invertorul hibrid) o utilizează pentru a alimenta consumatorii în cazul unei întreruperi de curent. Fără baterie, nu există energie de rezervă, ceea ce înseamnă că funcționarea neîntreruptă nu mai este posibilă.

Deși, din punct de vedere tehnic, capacitatea bateriei determină durata de funcționare a sistemului în cazul unei întreruperi de curent, dacă panourile solare încarcă și bateria, atunci, în teorie, durata de funcționare poate fi nelimitată – cu condiția să existe suficientă lumină solară pentru reîncărcare.

Ce tipuri de baterii pot fi utilizate în sistemele autonome?

Cele mai utilizate tipuri sunt:

• Plumb-acid (sigilate/gel, AGM) — cost mai mic, dar durată de viață și număr de cicluri mai scurte
  
  
• Litiu-ion (LiFePO₄, Li‑NMC etc.) — preț mai ridicat, dar număr de cicluri mult mai mare și eficiență mai bună
  
  
• Alte tehnologii (de exemplu, pe bază de nichel, flux redox) — mai puțin utilizate, de obicei soluții experimentale
  

Atunci când faceți alegerea, trebuie să luați în considerare stabilitatea ciclului, adâncimea de descărcare, sensibilitatea la temperatură și cerințele de întreținere.

Considerații privind dimensionarea pentru consumatorii trifazici

Într-un sistem trifazic, capacitatea bateriei și a invertorului trebuie dimensionată astfel încât fiecare fază să fie alimentată cu energie. Acest lucru înseamnă că sistemul trebuie să poată distribui sarcina în mod adecvat pe fiecare fază. La dimensionarea trifazică se iau în considerare următorii factori: echilibrarea fazelor, puterea energetică a consumatorilor individuali și capacitatea de rezervă.

Calcularea capacității bateriei pentru diferite profiluri de utilizatori

Determinarea capacității bateriei este unul dintre cei mai importanți pași în proiectarea unui sistem off-grid sau hibrid. La dimensionare, este recomandabil să urmați acești pași:

1. Determinați consumul zilnic de energie în kilowați-oră (kWh):
Există două abordări pe care le puteți adopta pentru a face acest lucru. O metodă este să adunați consumul zilnic de energie al tuturor consumatorilor (de exemplu, frigider, iluminat, computer, pompă etc.). Cealaltă soluție, mai simplă, este să citiți contorul de energie electrică dimineața și seara – diferența dintre cele două valori vă indică consumul zilnic în kilowați-oră.

2. Determinați câte ore de rezervă aveți nevoie:
Aceasta este perioada de timp în care sistemul trebuie să poată funcționa independent (de exemplu, 2-6 ore sau chiar câteva zile, dacă nu există alimentare cu energie solară).

3. Calculați capacitatea necesară în kWh:

Capacitate (kWh) = (consum zilnic kWh /24× timp de rezervă în ore) * capacitate utilizabilă

Exemplu:

• Consum zilnic: 10 kWh
  
• Timp de rezervă: 1 zi
  
• Capacitate utilizabilă: 80% (adică 0,8)
• Capacitate (kWh) = 10/24*8* 0,8 =2,67
• Ah = (capacitate kWh × 1000) / tensiunea sistemului (V)
  
• De exemplu, dacă sistemul este de 48 V, atunci:
  
• Ah = (2,67 × 1000) / 48 = aprox. 55,625 Ah

Este important de reținut că, pentru a determina cerințele exacte, trebuie luat în considerare tipul de utilizare: de exemplu, încălzire, răcire, pompare, iluminat, utilizare domestică sau industrială, precum și momentul în care acestea au loc (sarcina nocturnă-diurnă). În funcție de profil, dimensiunea bateriei necesare poate varia semnificativ.

Sfaturi SOLARKIT privind instalarea sistemului

Cum se conectează o sursă de alimentare neîntreruptibilă?

Intrarea sursei de alimentare neîntreruptibile (UPS/invertor) este conectată la rețeaua electrică, bateriile sunt conectate la partea de curent continuu, iar consumatorii primesc energie de la ieșirea invertorului. În cazul unei întreruperi de curent, UPS-ul comută imediat la funcționarea cu baterie.

Cum se încarcă sursa de alimentare neîntreruptibilă și bateria?

Dacă clientul dorește, atunci când rețeaua electrică este disponibilă, sistemul încarcă bateria din energia solară excedentară sau direct din rețeaua electrică. Controlerul invertorului reglează încărcarea, monitorizând tensiunea și curentul.

Alegerea unui invertor pentru sisteme hibride: la ce trebuie să fie atent un profesionist?

Este important ca invertorul să suporte modul baterie, să aibă capacitate de comutare rapidă, eficiență ridicată și să fie inclus în lista invertoarelor aprobate de furnizorul de servicii.

Ce provocări pot apărea la instalare? Reglementări privind cablarea, protecția și siguranța

Cablurile lungi pot provoca pierderi, astfel încât secțiunea transversală a cablurilor de alimentare trebuie să fie dimensionată corect. Protecția trebuie să includă protecție împotriva supratensiunii, protecție împotriva scurtcircuitelor și protecție împotriva supraîncărcării/descărcării profunde. Instalarea trebuie efectuată numai de un electrician calificat.

Cum crește sistemul trifazat hibrid competitivitatea profesioniștilor pe piață?

Sistemele trifazate înseamnă vânzări mai mari și oportunități de expansiune, deoarece sunt potrivite și pentru consumatorii industriali, iar serviciile diferențiate (alimentare neîntreruptă cu energie electrică, backup) pot diferenția profesioniștii de concurenții lor.

Întrebări frecvente

1. Cât de des trebuie întreținut un sistem de baterii neîntreruptibile?

Se recomandă verificarea stării bateriei, a conexiunilor și a funcționării sistemului cel puțin o dată pe an, în special în cazurile de utilizare intensă.

2. Poate fi utilizată o baterie veche, existentă, pentru un sistem de alimentare neîntreruptă?

Acest lucru este recomandat numai dacă tipul bateriei este compatibil cu sistemul și este încă în stare bună – dar, pentru fiabilitate, este mai bine să alegeți un dispozitiv nou.

3. Ce se întâmplă dacă bateria se descarcă și nu există alimentare de la rețea?

În acest caz, sistemul nu poate furniza energie – odată ce bateria este descărcată, alimentarea cu energie electrică este întreruptă până când alimentarea de la rețea este restabilită sau este disponibilă o sursă alternativă de încărcare.

4. Care este durata de viață estimată a unei baterii cu litiu?

În medie, 8-12 ani, cu până la 6.000-8.000 de cicluri posibile, în funcție de tip și utilizare – aceasta depășește cu mult durata de viață a bateriilor cu plumb-acid.

5. Cât timp durează recuperarea investiției într-un sistem hibrid neîntreruptibil?

La nivel rezidențial, investiția se poate amortiza în 6-10 ani, iar pentru întreprinderi, se poate amortiza în doar 3-5 ani, mai ales dacă există întreruperi regulate de curent sau un consum ridicat.