Neprekinljivo napajanje je zdaj na voljo za sončne energetske sisteme z baterijami

Kako deluje neprekinjen sončni sistem, priključen na omrežje?

Sodobni sončni sistemi niso več odvisni izključno od sončnega sevanja kot vira energije: omrežje in baterija lahko prav tako igrata vlogo pri oskrbi z energijo. Neprekinjen sistem z baterijo in priključkom na omrežje pomeni, da sistem lahko deluje tudi iz omrežja in se v primeru izpada električne energije samodejno preklopi v baterijski način, s čimer zagotovi neprekinjeno napajanje. Baterija naj bi bila idealno napolnjena s sončno energijo, vendar če je baterija izpraznjena in ni dovolj sončne svetlobe, lahko sistem po potrebi uporabi tudi energijo iz omrežja. To pomeni, da če na primer pride do izpada električne energije, ko ima baterija še vedno energijo, sistem nadaljuje z delovanjem brez prekinitve.

Nekateri inverterji imajo že vgrajen preklopni mehanizem, ki v primeru prekinitve omrežja v 0,01–0,02 sekunde preklopi na delovanje na baterijo. To zagotavlja, da potrošniki prejemajo neprekinjeno oskrbo z električno energijo tudi v primeru pomanjkanja energije ali izpada električne energije. Povezava z omrežjem omogoča tudi vračanje presežne proizvodnje v omrežje (HMKE – majhna elektrarna za gospodinjstva), baterija pa služi kot rezervna naprava.

Kako izbrati neprekinjeno napajanje za hibridne, samostojne sisteme?

Pri izbiri vira napajanja je treba upoštevati več ključnih dejavnikov:

• Zahteve po moči: izmerite največjo porabo potrošnikov (skupna moč v vatih) in zagonske obremenitve (npr. motorji, klimatske naprave).
  
  
• Hitrost pretvorbe energije: hitreje kot lahko inverter preklopi, manj motenj bo za porabnike.
  
  
• Učinkovitost in izgube: tip z manjšimi izgubami je dolgoročno bolj ekonomičen.
  
  
• Združljivost z inverterjem: inverter mora podpirati delovanje z rezervno baterijo (t. i. hibridni ali off-grid način).
  
  
• Zaščita in varnost: potrebne so ustrezne zaščite (pred prenapetostjo, prenizko/previsoko napetostjo, temperaturo).
  
  
• Stabilnost cikla: kako dolgo lahko baterija traja – npr. litijeva tehnologija na splošno traja več ciklov.

Kakšna dovoljenja dobavitelja električne energije so potrebna za tak sistem na Madžarskem?

V primeru takšnih hibridnih/omrežnih sistemov, če sistem tudi vrača energijo v omrežje (HMKE), je treba pridobiti licenco od dobavitelja električne energije.

Primeri:

• Vloga pri dobavitelju električne energije za namestitev majhne elektrarne za domačo rabo.
  
  
• Odobriti je treba tip inverterja, priključni tok in velikost varovalke (npr. E.ON „odobritev inverterja“).
  
  
• Predložitev projektne dokumentacije in tehničnih specifikacij (npr. za odobritev distribucijskega omrežja).
  
  
• Če ni dovajanja (samostojni sistem), so zahteve za pridobitev dovoljenja manj stroge, vendar mora električno napeljavo izvesti strokovnjak.

Zakaj je neprekinjeno napajanje z električno energijo pomembno za podjetja in gospodinjstva?

Izpadi električne energije lahko povzročijo resne težave tako v gospodinjstvih (hladilniki, zamrzovalniki, ogrevanje, razsvetljava) kot v podjetjih (strežniki, stroji, izguba podatkov). Namen neprekinjenega napajanja (UPS) je prevzeti vlogo omrežnega napajanja med izpadom električne energije in zagotoviti napajanje.

Kaj je neprekinljivo napajanje?

V klasičnem smislu je neprekinljivo napajanje (UPS) naprava, ki nadzoruje napetost omrežja in v primeru izpada električne energije takoj preklopi na baterijski način, tako da napajanje ni prekinjeno.

Sodobni sončni sistemi pa delujejo drugače: hibridni inverterji zagotavljajo ločeno priključno točko za neprekinjene porabnike, tako da te naprave delujejo brez prekinitve tudi takrat, ko v omrežju ni napetosti. Sistem samodejno zazna izpad električne energije, vendar neprekinjen tok ostane aktiven, dokler je na voljo dovolj energije iz sončnega kolektorja ali baterije.

Zakaj je za neprekinjeno napajanje potrebna baterija?

Baterija zagotavlja energijo, ki jo neprekinljivo napajanje (ali hibridni inverter) uporablja za napajanje porabnikov v primeru izpada električne energije. Brez baterije ni rezervne energije, kar pomeni, da neprekinjeno delovanje ni več mogoče.

Čeprav tehnično gledano kapaciteta baterije določa, kako dolgo lahko sistem deluje med izpadom električne energije, če sončni kolektorji polnijo tudi baterijo, je teoretično delovanje lahko neomejeno – pod pogojem, da je na voljo dovolj sončne svetlobe za ponovno polnjenje.

Kakšne vrste baterij se lahko uporabljajo v samostojnih sistemih?

Najpogosteje se uporabljajo naslednje vrste:

• Svinčene (zatesnjene/gel, AGM) – nižja cena, vendar krajša življenjska doba in število ciklov
  
  
• Litij-ionske (LiFePO₄, Li‑NMC itd.) – višja cena, vendar veliko večje število ciklov in boljša učinkovitost
  
  
• Druge tehnologije (npr. na osnovi niklja, redox flow) – manj pogosto uporabljene, običajno eksperimentalne rešitve
  

Pri izbiri morate upoštevati stabilnost cikla, globino praznjenja, občutljivost na temperaturo in zahteve za vzdrževanje.

Upoštevanje velikosti za trifazne porabnike

V trifaznem sistemu morata biti zmogljivost akumulatorja in pretvornika dimenzionirana tako, da je vsaka faza oskrbljena z energijo. To pomeni, da mora sistem biti sposoben ustrezno porazdeliti obremenitev med vsako fazo. Pri trifaznem dimenzioniranju se upoštevajo naslednji dejavniki: uravnoteženje faz, energijska moč posameznih porabnikov in rezervna zmogljivost.

Izračun zmogljivosti baterije za različne profile uporabnikov

Določanje zmogljivosti baterije je eden najpomembnejših korakov pri načrtovanju off-grid ali hibridnega sistema. Pri dimenzioniranju je priporočljivo upoštevati naslednje korake:

1. Določite svojo dnevno porabo energije v kilovatnih urah (kWh):
Za to lahko uporabite dva pristopa. Ena metoda je sešteti dnevno porabo energije vseh porabnikov (npr. hladilnik, razsvetljava, računalnik, črpalka itd.). Druga, enostavnejša rešitev je, da zjutraj in zvečer odčitate stanje števca električne energije – razlika med tema dvema vrednostma vam da dnevno porabo v kilovatnih urah.

2. Določite, koliko ur rezervne energije potrebujete:
To je čas, v katerem mora sistem delovati samostojno (npr. 2–6 ur ali celo več dni, če ni na voljo sončne energije).

3. Izračunajte potrebno zmogljivost v kWh:

Zmogljivost (kWh) = (dnevna poraba kWh /24× čas rezervnega napajanja v urah) * uporabna zmogljivost

Primer:

• Dnevna poraba: 10 kWh
  
• Čas rezervnega napajanja: 1 dan
  
• Uporabna zmogljivost: 80 % (tj. 0,8)
• Zmogljivost (kWh) = 10/24*8* 0,8 =2,67
• Ah = (zmogljivost kWh × 1000) / napetost sistema (V)
  
• Na primer, če je sistem 48 V, potem:
  
• Ah = (2,67 × 1000) / 48 = približno 55,625 Ah

Pomembno je upoštevati, da je za določitev natančnih zahtev treba upoštevati vrsto uporabe: na primer ogrevanje, hlajenje, črpanje, razsvetljava, gospodinjska ali industrijska uporaba ter časovni razpored teh dejavnosti (nočna in dnevna obremenitev). Glede na profil se lahko zahtevana velikost akumulatorja znatno razlikuje.

Nasveti SOLARKIT za namestitev sistema

Kako priključiti neprekinljivo napajanje?

Vhod neprekinjenega napajanja (UPS/inverter) je priključen na omrežno napajanje, baterije so priključene na enosmerno stran, porabniki pa prejemajo energijo iz izhoda inverterja. V primeru izpada napajanja se UPS takoj preklopi na delovanje z baterijo.

Kako se napaja neprekinljivo napajanje in baterija?

Če stranka želi, sistem napolni baterijo iz presežne sončne energije ali neposredno iz omrežja, ko je omrežje na voljo. Krmilnik inverterja regulira polnjenje in nadzira napetost in tok.

Izbira inverterja za hibridne sisteme: na kaj mora strokovnjak paziti?

Pomembno je, da inverter podpira baterijski način, ima hitro preklapljanje, visok izkoristek in je vključen v seznam inverterjev, ki jih je odobril ponudnik storitev.

Kakšne težave lahko nastanejo pri namestitvi? Kabelska napeljava, zaščita in varnostni predpisi

Dolgi kabli lahko povzročajo izgube, zato mora biti presek napajalnih kablov pravilno dimenzioniran. Zaščita mora vključevati zaščito pred prenapetostjo, zaščito pred kratkim stikom in zaščito pred prekomernim polnjenjem/globokim praznjenjem. Namestitev sme opraviti le usposobljen električar.

Kako hibridni trifazni sistem poveča konkurenčnost strokovnjakov na trgu?

Tristopenjski sistemi pomenijo večje prodajne in širitvene možnosti, saj so primerni tudi za industrijske porabnike, različne storitve (neprekinjeno napajanje, rezervno napajanje) pa lahko strokovnjakom pomagajo, da se ločijo od konkurence.

Pogosta vprašanja

1. Kako pogosto je treba vzdrževati sistem neprekinjenega napajanja z baterijo?

Priporočljivo je, da vsaj enkrat letno preverite stanje baterije, priključkov in delovanje sistema, zlasti v primerih intenzivne uporabe.

2. Ali se lahko stara, obstoječa baterija uporabi za sistem neprekinjenega napajanja?

To se priporoča le, če je tip baterije združljiv s sistemom in je še vedno v dobrem stanju – vendar je zaradi zanesljivosti bolje izbrati novo napravo.

3. Kaj se zgodi, če se baterija izprazni in ni omrežnega napajanja?

V tem primeru sistem ne more zagotoviti napajanja – ko se baterija izprazni, je napajanje prekinjeno, dokler se ne obnovi omrežno napajanje ali ni na voljo alternativni vir polnjenja.

4. Kakšna je pričakovana življenjska doba litijeve baterije?

Povprečno 8–12 let, z možnostjo do 6000–8000 ciklov, odvisno od tipa in uporabe – to daleč presega življenjsko dobo svinčevih baterij.

5. Koliko časa traja, da se povrne naložba v neprekinjen hibridni sistem?

Na stanovanjski ravni se naložba lahko povrne v 6–10 letih, za podjetja pa se lahko povrne v samo 3–5 letih, zlasti če prihaja do rednih izpadov električne energije ali visoke porabe.