Ukladanie energie pomocou solárneho fotovoltaického systému

Aké sú rozdiely medzi ostrovnými, hybridnými, batériovými a konvenčnými solárnymi systémami? Ako je možné riešiť skladovanie energie pomocou solárnych panelov?

Rôzne systémy a skladovanie energie pomocou solárnych panelov

Európsky trh ponúka široký výber solárnych systémov, a to ako z hľadiska značiek, tak aj technologických riešení. Snažíme sa poskytovať čo najspoľahlivejšie systémy, ktoré uspokojujú potreby našich zákazníkov v oblasti elektrickej energie a zároveň prispievajú k ochrane našej krajiny a životného prostredia. Existuje mnoho spôsobov, ako toho dosiahnuť. Tu sú rozdiely medzi rôznymi solárnymi systémami.

Najskôr sa pozrieme na typy systémov, ktoré je možné vybudovať, počnúc dvoma technicky možno jednoduchšími, konvenčnými a ostrovnými systémami, a potom prejdeme k technicky zložitejším batériovým a hybridným systémom, kde sa budeme podrobnejšie venovať metódam skladovania a riadenia energie rôznych výrobcov.

Klasický solárny fotovoltaický systém

Fungovanie konvenčného solárneho systému je jednoduché. Solárne panely generujú jednosmerný prúd, ktorý menič premieňa na striedavý prúd. Takto vyrobená elektrina sa buď úplne spotrebuje v elektrickej sieti budovy, alebo sa nevyužitá elektrina vráti späť do siete, t. j.:

• solárne panely
• menič
• elektrická sieť budovy
• služba elektrickej siete

Vďaka pripojeniu k sieti a meraniu spotreby je tento model optimálny pre obyvateľstvo, ale z dlhodobého hľadiska a pre mnohých prosumerov je na úrovni systému neudržateľný, a preto bola v Maďarsku zmenená regulácia. Obnoviteľná energia závislá od počasia je teraz na úrovni systému časovo odolnejšia a lepšie riaditeľná ako hrubé meranie.

Prejdime k solárnym systémom, do ktorých už integrujeme batérie.

Ostrovný solárny fotovoltaický systém

Ostrovný solárny systém poskytuje energiu bez pripojenia k elektrickej sieti, napríklad v prípade úplného výpadku elektrickej energie alebo hlboko v lese v rekreačnom dome.

Jednosmerný prúd generovaný solárnymi panelmi sa potom premieňa na striedavý prúd v množstve potrebnom na pokrytie spotreby, alebo sa množstvo, ktoré sa okamžite nespotrebuje, ukladá do akumulátorových batérií, ktoré sa môžu použiť neskôr, pretože nie je k dispozícii pripojenie k elektrickej sieti. Aj v prípade solárneho systému s nulovým výkonom pracujeme s nulovým vývozom, takže do siete nedodávame žiadne kWh. Snažíme sa maximalizovať spotrebu elektrickej energie na mieste znížením vlastnej spotreby. Na monitorovanie našej nehnuteľnosti používame inteligentné meracie zariadenia a náš profil spotreby sa snaží pokryť náš profil výroby.

Nevýhodou tohto systému je závislosť od batériového napájania, čo môže byť problematické, ak nemáme dostatočnú kapacitu, pretože nemôžeme uložiť 100 % energie, ktorú vieme vyrobiť, alebo môžeme zostať bez elektrickej energie, ak nemáme iné možnosti výroby energie, ako sú veterné alebo dieselové generátory. Naši typickí rezidenční zákazníci majú zvyčajne batérie s kapacitou 10–20 kWh a cena týchto zariadení klesá a stúpa. Značka meničovDeyeod spoločnosti SOLARKIT je lídrom na trhu v Južnej Afrike a Brazílii, kde výpadky elektrickej energie môžu trvať niekoľko hodín a je potrebný spoľahlivý ostrovný alebo hybridný systém napájania.

Výhodou solárneho systému nezávislého od siete je, že nie sme nijako viazaní na poskytovateľa služieb (umiestnenie, pripojenie k sieti, licencie, použité zariadenia).

Takto vyzerá náš systém:

• solárny panel
• invertor – batéria
• elektrická inštalácia budovy s integrovaným inteligentným meradlom

Systém solárnych panelov s batériami

Solárny systém s batériami je podobný konvenčnému systému, s tým rozdielom, že okrem solárnych panelov poskytuje jednosmerný prúd pre menič aj nabitá batéria, napríklad v noci.

Novšie batériové systémy majú prepínanie DC-DC (jednosmerný prúd), t. j. jednosmerný prúd zo solárnych panelov sa môže nabíjať do batérie (batérie ukladajú jednosmerný prúd), čím sa zabraňuje stratám pri premene (DC-AC-DC-AC), a môžu tiež ukladať energiu, keď je strana jednosmerného prúdu predimenzovaná, pričom menič prepína prúd na maximálnu kapacitu.

Náš systém potom vyzerá takto:

• solárny panel
• menič - batéria
• elektrická sústava budovy integrovaný inteligentný merač
• elektromer
• sieť dodávky elektrickej energie
• nulový vývoz (ochrana proti spätnému toku)

Batérie môžu byť konfigurované s rôznymi ovládacími prvkami, tzv. nabíjacími profilmi, ktoré je možné nastaviť podľa potrieb zákazníka pri uvedení systému do prevádzky:

• Vlastná spotreba – primárne nabíjanie batérie, sekundárne nabíjanie
• Napájanie zo siete – primárne nabíjanie, sekundárne nabíjanie batérií, môže byť zaujímavé pre výrazne naddimenzovanú stranu jednosmerného prúdu a pre vyvažovanie
• Časová konfigurácia – periodické programovanie dvoch vyššie uvedených profilov, odporúčané pre jasné vzorce spotreby energie s hrubým zúčtovaním a zúčtovaním špičiek a poklesov

Výhodou solárneho fotovoltaického systému napájaného z batérií je, že môžeme preklenúť medzeru medzi predajom a nákupom elektrickej energie zvýšením vlastnej spotreby v menej výhodných fakturačných režimoch ako je vyrovnávanie. Každý by mal zvážiť a vypočítať návratnosť investície do rozšírenia batérií a inteligentné meracie zariadenia je možné dodatočne namontovať, aby sa optimalizovalo riadenie energie vo vašej nehnuteľnosti.

Hybridné solárne systémy

Hybridný solárny systém je systém, ktorý môže fungovať ako v režime pripojenia k sieti, tak aj v samostatnom režime (v prípade výpadku napájania).

V takom prípade váš systém vyzerá takto:

• solárny panel
• menič
• batéria
• elektromer
• elektrická rozvodná sieť
• elektrická sieť budovy s integrovaným inteligentným meradlom
• záložný zdroj (ak je potrebný samostatne, podrobnosti nižšie)
• obvod kritických záťaží (ak je potrebné, podrobnosti nižšie)

Ukladanie energie pomocou solárnych panelov

Pozrime sa na riešenia batérií od rôznych výrobcov. Batérie sú kľúčovou súčasťou pre ukladanie a využívanie slnečnej energie a na trhu je k dispozícii mnoho rôznych riešení.

Pri výbere batérie je dôležité zohľadniť všetky aspekty a rozhodnúť sa na základe vlastností, ktoré sú pre nás najdôležitejšie, pretože vidíme, že rôzni výrobcovia neustále zdokonaľujú svoje riešenia. Záručná doba, zachovanie výkonu batérie, účinnosť, modulárna rozširovateľnosť a kompatibilita sú faktory, ktoré je potrebné zohľadniť pri výbere. Výber ideálnej batérie zabezpečí efektívne a spoľahlivé ukladanie slnečnej energie v dlhodobom horizonte. V spoločnosti SOLARKIT sa v rámci oficiálnej spolupráce snažíme prinášať našim zákazníkom riešenia, z ktorých si každý môže vybrať to správne pre seba, od značiek ako Huawei, SolaX alebo Deye.

V nasledujúcej časti najskôr rozoberieme hybridný systém s meničom Huawei L1, M1 (do 10 kW) a potom prejdeme k meničom a batériám Deye a SolaX, ktoré sú tiež k dispozícii v SOLARKIT.

Batéria Huawei LUNA

Riešenie Huawei vyžaduje na vytvorenie hybridného systému menič, batériu, záložný box a inteligentný merač. Batéria sa skladá z dvoch častí: napájací modul zabezpečuje nabíjanie a výstup energie a batériu s kapacitou5 kWh možno ľahko doplniť až o 2 ďalšie moduly, takže v závislosti od vašich potrieb môžete dosiahnuť kapacitu 5–15 kWh, s 3 modulmi zapojenými do série.

Ak chcete čerpať energiu zo siete aj z batérie, mali by ste si zakúpiť aj záložnú skriňu , ktorá umožňuje prevádzku meničov Huawei (L1, M1) v hybridnom režime.

V takom prípade bude zariadenie s dvoma pripojeniami na striedavý prúd (AC) naďalej primárne pripojené k elektrickej sieti budovy, zatiaľ čo sekundárne pripojenie bude k novo vytvorenému obvodu, obvodu kritického zaťaženia (ďalej len "C.C.C."). V závislosti od meniča môže byť sieť jednofázová alebo trojfázová, ale núdzový obvod je v našom prípade vždy jednofázový.

Pri prítomnosti napájania zo siete sú primárny a sekundárny obvod napájané rovnakým spôsobom ako v konvenčnom solárnom fotovoltaickom systéme. Ak nie je napätie zo siete, oba obvody sú odpojené od napájania. Keď náš systém zistí túto situáciu, po približne 3 sekundách začne generovať elektrickú energiu do CFC a nielen kWh v batérii, ale aj solárne panely, ktoré vyrábajú elektrickú energiu, budú naďalej fungovať.

Pri navrhovaní obvodu pre kritické zaťaženia je potrebné dbať na to, aby za žiadnych okolností nebol prekročený maximálny výstupný prúd záložného zdroja.

Pri týchto riešeniach je vhodné vnímať RCD nie ako zdroj neprerušiteľného napájania, ale ako bezpečnú zálohu, pri ktorej máme istotu, že bezpečnostný systém domu / osvetlenie / zábavná elektronika / chladenie / vykurovanie budú napájané elektrickou energiou.

Meniče a batérie Deye

SOLARKIT oficiálne distribuuje technológie Deye verejnosti a našim partnerom. Hybridné invertory Deye sú štandardne vybavené záložnou skriňou a inteligentným meradlom a dajú sa ľahko pripojiť k ich vlastnému batériovému riešeniu, ale okrem toho dokážu pracovať s desiatkami značiek batérií a dokonca aj s veternými alebo dieselovými generátormi. Ak sa rozhodnete pre systém podporovaný ukladaním energie, váš invertor sa môže prepnúť do ostrovného režimu za 4 milisekundy a okamžite čerpať energiu z batérie, takže získate plnohodnotný neprerušiteľný systém. Na rozdiel od riešenia Huawei môžeme vďaka schopnosti invertora kompenzovať fázovú asymetriu v prípade výpadku prúdu napájať nielen RCD, ale aj všetky 3 fázy v budove súčasne.

Ľahká konektivita môže byť tiež výhodou, ak v čase inštalácie nemáte k systému pripojenú batériu, ale plánujete ju pripojiť neskôr. Ďalšou výhodou je, že je možné pripojiť viacero meničov a batérií, takže riešenia Deye môžeme odporučiť pre komplexné riešenia.

V roku 2023 náš výkonný riaditeľ a manažér veľkoobchodu počas niekoľkodňovej návštevy továrne diskutovali o oficiálnej spolupráci v oblasti distribúcie SOLARKIT na európskom trhu. Viac o našich skúsenostiach a riešeniach spoločnosti Deye sa dozviete v našom podrobnejšom článku na túto tému.

Meniče a batérie SolaX

SolaX je ďalším z našich partnerov, ktorý vyvinul vlastný systém ukladania energie. Ich menič je vďaka integrovanej záložnej skrini rovnako schopný zabezpečiť nepretržité napájanie , takže v kombinácii s batériou je možné dosiahnuť aj úplné ostrovné napájanie s prepínacou rýchlosťou 0,01 sekundy.Vďaka technológii LFP (lithium-železo-fosfát) majú vyššiu teplotnú odolnosť a sú bezpečnejšie na inštaláciu. S 10-ročnou zárukou a 90 % hĺbkou vybitia predstavujú vynikajúci pomer ceny a kvality.
Viac informácií o riešeniach Solax nájdete v našom článku o tejto spoločnosti.Celkovo je energetický manažment našej nehnuteľnosti a našej krajiny mimoriadne zložitá úloha a otázka. Preto vždy ponúkame bezplatné odborné poradenstvo, prieskumy na mieste a distribuujeme niekoľko svetových značiek. S viac ako 3 500 nainštalovanými solárnymi fotovoltaickými a tepelnými čerpadlovými systémami máme skúsenosti, ktoré vám pomôžu.