Kako delujejo sončni kolektorji med izpadom električne energije

Mnogi ljudje že poznajo delovanje sončnih kolektorjev, vendar njihovo delovanje med izpadom električne energije še vedno pogosto ni razumljeno. Pomembno je, ali gre za načrtovan izpad električne energije, nepričakovano okvaro ali vzdrževanje omrežja. V večini primerov se sončni kolektorji samodejno izklopijo, kar mnoge ljudi preseneča. V prvem delu tega članka pojasnjujemo, kaj se v takih situacijah zgodi s sončnimi kolektorji in zakaj se inverter izklopi.

V drugem delu bomo razpravljali, kdaj lahko sistem deluje med izpadom električne energije, kakšno vlogo ima hibridni inverter in kako se sončni kolektor obnaša, ko proizvaja energijo, medtem ko ni omrežne napetosti. Poleg tega bomo podrobno pregledali delovanje samostojnih in rezervnih rešitev, ki omogočajo zasilno napajanje.

Kaj se zgodi s sončnimi kolektorji med načrtovanim izpadom električne energije?

Večina sončnih panelov, priključenih na omrežje, se med načrtovanim izpadom električne energije obnaša enako kot med nepričakovanim izpadom omrežja: inverter se samodejno izklopi, tako da sončni panel med izpadom električne energije ne dovaja energije v omrežje in ne napaja hiše. To je za mnoge uporabnike presenečenje, saj se zdi logično, da bi sistem moral proizvajati energijo, če sije sonce. V resnici pa omrežni predpisi – predvsem zaradi preprečevanja izolacije – strogo prepovedujejo dovajanje energije, dokler omrežje ni stabilno. Zato se med izpadom električne energije s sončnimi kolektorji odvija enak proces: inverter zazna padec napetosti, preneha delovati in prepreči, da bi sistem dovajal energijo v omrežje.

Z vidika uporabnika to pomeni, da gospodinjski aparati in porabniki ne prejemajo energije, čeprav sončni kolektorji na strehi proizvajajo energijo. Sistem se torej prilagaja stanju omrežja. Edina izjema je, če sta na voljo posebni hibridni inverter in akumulatorski sistem, ki lahko v rezervnem načinu oskrbuje gospodinjstvo z energijo.

Zakaj se inverter izklopi v primeru izpada električne energije?

Glavni razlog za izklop inverterja je zaščita proti otoku, ki temelji na varnostnih predpisih. V skladu z mednarodnimi in domačimi standardi lahko sončni inverter deluje, dokler zazna stabilno napetost in frekvenco iz omrežja. Vendar v primeru izpada električne energije takoj prekine proizvodnjo, da prepreči povratni tok električne energije v omrežje. Za to obstajata dva glavna razloga:

1. Varnost monterjev: med vzdrževanjem ali popravili bi bili tehniki javnega podjetja v smrtni nevarnosti, če bi se sistemi gospodinjstev vračali v omrežje.
   
   
2. Stabilnost omrežja: inverterji bi v primeru odstopanj obremenitve in frekvence povzročili nepredvidljivo delovanje.
   

V praksi je to zelo hiter, avtomatski proces: takoj ko izgine omrežje, se inverter izklopi in ponovno zažene šele, ko napetost in frekvenca ponovno dosežeta standardni razpon.

Razlike med sončnimi sistemi, priključenimi na omrežje, in sistemi, ki niso priključeni na omrežje, med izpadom električne energije

Najpomembnejša razlika med tema dvema sistemoma je, da sistemi, priključeni na omrežje, tako imenovani sistemi, priključeni na omrežje, v primeru izpada električne energije ne morejo delovati samostojno, medtem ko so sistemi, ki niso priključeni na omrežje, zasnovani tako, da delujejo stabilno brez priključitve na omrežje. Med izpadom električne energije se inverter, priključen na omrežje, izklopi, ker ne zazna zunanje napetosti, zato hiša ne prejema energije, čeprav sončni kolektorji prejemajo dovolj sončne svetlobe. V tem primeru ni mogoče oskrbovati porabnikov ali polniti baterije.

Nasprotno pa sistemi off-grid ne potrebujejo zunanjega omrežja. Baterija zagotavlja stabilno napetost, zato je izpad električne energije za sistem v bistvu brez pomena; notranje omrežje hiše še naprej zagotavlja neprekinjeno oskrbo z električno energijo. Sodobni hibridni sistemi predstavljajo prehod med tema dvema rešitvama: v normalnem delovanju so odvisni od omrežja, vendar se v primeru izpada električne energije samodejno odklopijo od njega in ustvarijo lastno otoško delovanje za napajanje kritičnih porabnikov.

Kdaj lahko sončni sistem deluje med izpadom električne energije?

Sončni sistem lahko deluje med izpadom električne energije le, če ima tehnološke komponente, ki lahko zagotovijo stabilen izmenični tok tudi brez omrežne povezave. Ker se inverterji tradicionalnih sistemov, priključenih na omrežje, zaženejo šele, ko zaznavajo napetost omrežja, ne morejo delovati samostojno. Zato je potrebna rešitev, ki lahko prevzame vlogo omrežja. V praksi to običajno zagotavljata hibridni inverter in akumulator za shranjevanje energije .

Med izpadom električne energije bo gospodinjstvo imelo dostop do energije, če bo sistem sposoben samostojno ustvariti umetno omrežno referenco, tj. preklopiti v rezervni ali otoški način.

Vloga hibridnega inverterja med izpadom električne energije

Hibridni inverter je ključna naprava, ki omogoča nadaljnje delovanje sončnega energijskega sistema med izpadom električne energije. Hibridni inverter zazna izpad omrežja in samodejno odklopi sistem od omrežja ter preklopi v otoški način, da lahko varno nadaljuje z delovanjem. V tem primeru se zanaša na baterijo in trenutni izhod sončnih panelov.

Kako deluje:

1. Zazna izpad omrežja – takoj odklopi dovod.
   
   
2. Preklopi v rezervni način – oskrbuje gospodinjstvo z električno energijo (npr. hladilnik, razsvetljava, usmerjevalnik, odpiralnik vrat).
   

Prednost je, da lahko med izpadom električne energije zagotovi osnovno napajanje in prepreči, da bi bila hiša popolnoma temna, tudi med daljšimi izpadi.

Kaj se zgodi, če sončni panel proizvaja energijo med izpadom električne energije?

V primeru izpada električne energije sončni kolektorji sami ne morejo zagotoviti energije, tudi če je sonca dovolj. Če pa sistem vključuje hibridni inverter in baterijo z zadostno zmogljivostjo, se proizvodnja lahko nadaljuje. V tem primeru se energija, ki jo proizvede sončni panel, najprej uporabi za napajanje porabniških tokokrogov, nato za polnjenje baterije in, če okoliščine to dopuščajo, za napajanje dodatnih porabnikov. V tem primeru ni mogoče povratne napetosti v omrežje, ker sistem deluje izolirano.

Kako otokarno delovanje (rezervni način) zagotavlja napajanje v sili?

Bistvo delovanja v otoškem načinu je, da je hibridni inverter nameščen med omrežnim napajanjem in notranjim potrošniškim omrežjem hiše. V primeru izpada električne energije izolacijski rele, vgrajen v inverter, prekine povezavo z zunanjim omrežjem, hkrati pa nadaljuje z oskrbo gospodinjstva z električno energijo.

Otoški način delovanja se lahko ohrani, dokler ima baterija rezervo in sončni kolektorji lahko proizvajajo energijo. Če je naprava za shranjevanje energije popolnoma izpraznjena in ni sončne svetlobe, se rezervni način prekine in sistem se izklopi, kot da v gospodinjstvu ni sončnih kolektorjev. Oblika otoka je podvržena strogim predpisom o električni varnosti, vključno z obvezno uporabo ustreznih izolacijskih relejev in zaščite proti otoku, da se zagotovi, da je delovanje v sili varno v vseh okoliščinah.

Nasveti in priporočila SOLARKIT za zagotavljanje neprekinjene oskrbe z električno energijo

Sodobni sistemi sončnih panelov postajajo vse bolj sofisticirani in danes se ni več treba sprijazniti s tem, da bo vaš dom med izpadom električne energije potopljen v popolno temo. Glede na izkušnje SOLARKIT je na voljo več rešitev, ki vam pomagajo, da se vnaprej pripravite in zagotovite, da bodo v primeru izpada električne energije ohranjene vsaj osnovne funkcije. Prvi in najpomembnejši korak je, da se pri načrtovanju sistema zavedate, da tradicionalni omrežni inverter med izpadom električne energijene delujesamostojno , zato je vredno že v fazi načrtovanja razmisliti o uporabi hibridnega inverterja.

Akumulatorji, priključeni na hibridne inverterje, omogočajo nadaljnje delovanje kritičnih porabnikov, kot so hladilniki, razsvetljava, internet in celo električna vrata. Pomembno je razumeti, da rezervno napajanje in čas delovanja določata zmogljivost akumulatorja: večji je akumulator, dlje bo zagotavljal napajanje med izpadom električne energije. 

Optimizacija porabe energije je bistvena za dolgoročno zanesljivost sistema. Glede na izkušnje SOLARKIT hibridni sistemi ne ponujajo prednosti le v primeru izpada električne energije, ampak igrajo vlogo tudi pri vsakodnevni optimizaciji energije, saj lahko zmanjšajo porabo omrežja.

Pogosta vprašanja

1. Ali sončni panel deluje med izpadom električne energije?

Običajno ne. Konvencionalni inverter, priključen na omrežje, v primeru izpada električne energije takoj odklopi sistem, zato sončni kolektorji ne morejo dobavljati energije. Sistem lahko med izpadom električne energije deluje le s hibridnim inverterjem in baterijo.

2. Zakaj sončni kolektorji med izpadom električne energije ne proizvajajo energije, če sije sonce?

Zaradi varnostnih razlogov: inverter ne more ponovno napajati omrežja, dokler napetost ni stabilna, saj bi to ogrožalo tehnike, ki delajo na omrežju. Za to je namenjena tako imenovana zaščita proti otoku.

3. Koliko energije lahko hibridni inverter dobavlja med izpadom električne energije?

To je odvisno od zmogljivosti baterije in rezervne moči inverterja. Na splošno je mogoče napajati kritične porabnike (hladilnik, internet, razsvetljavo, električna vrata) ter naprave z visoko porabo energije.

4. Kaj se zgodi, če izpad električne energije traja dlje?

Če se baterija izprazni in ni dovolj sončne svetlobe za njeno ponovno polnjenje, se sistem izklopi. Rezervni način deluje le, dokler je na voljo energija.

5. Kako lahko zagotovim, da bo moja hiša med izpadom električne energije imela električno energijo?

Potreben je hibridni inverter + akumulator za shranjevanje energije, pa tudi ustrezna električna napeljava, saj je v tem primeru inverter priključen na drugačen način. Ustrezna velikost – zmogljivost akumulatorja, moč inverterja – je osnovni pogoj za zanesljivo delovanje.