Shranjevanje energije s sončnimi fotovoltaičnimi sistemi

Kakšne so razlike med otoškimi, hibridnimi, baterijskimi in konvencionalnimi sončnimi sistemi? Kako je mogoče shranjevanje energije rešiti s sončnimi kolektorji?

Različni sistemi in shranjevanje energije s sončnimi kolektorji

Evropski trg ponuja široko izbiro sončnih sistemov, tako v smislu blagovnih znamk kot tehnoloških rešitev. Prizadevamo si zagotoviti najbolj zanesljive sisteme, ki ustrezajo potrebam naših strank po električni energiji, hkrati pa želimo prispevati k varovanju naše zemlje in okolja. To je mogoče doseči na več načinov, tukaj pa so razlike med različnimi sončnimi sistemi.

Najprej si bomo ogledali vrste sistemov, ki jih je mogoče zgraditi, začeli bomo z dvema morda tehnično enostavnejšima, konvencionalnim in otoškim sistemom, nato pa se bomo posvetili bolj tehničnim podrobnostim baterijskih in hibridnih sistemov, kjer bomo podrobneje predstavili metode shranjevanja in upravljanja energije različnih proizvajalcev.

Konvencionalni sončni fotovoltaični sistem

Delovanje konvencionalnega sončnega sistema je preprosto. Sončni kolektorji proizvajajo enosmerni tok, ki ga pretvornik pretvori v izmenični tok. Tako proizvedena električna energija se v celoti porabi v električnem omrežju stavbe ali se neporabljena električna energija vrne v omrežje, tj.

• sončni kolektorji
• inverter
• električni sistem stavbe
• omrežje električne energije

S priključitvijo na omrežje in neto merjenjem je ta model optimalen za prebivalstvo, vendar je na ravni sistema dolgoročno in za mnoge prosumerje nevzdržen, zato je bila na Madžarskem spremenjena ureditev. Od vremena odvisna obnovljiva energija je zdaj na ravni sistema bolj časovno odporna in obvladljiva kot bruto merjenje.

Preidimo na sončne sisteme, v katere že vgrajujemo baterije.

Otoški sončni fotovoltaični sistem

Otoški sončni sistem zagotavlja električno energijo brez priključitve na omrežje, na primer v primeru popolnega izpada električne energije ali globoko v gozdu v počitniški hiši.

Enosmerni tok, ki ga proizvajajo sončni kolektorji, se nato pretvori v izmenični tok v količini, potrebni za pokrivanje porabe, ali pa se količina, ki ni takoj porabljena, shrani v akumulatorjih, ki se lahko uporabijo pozneje, ker ni priključka na omrežje. Tudi v primeru sončnega sistema z nazaj usmerjenim tokom delamo z ničelnim izvozom, tako da v omrežje ne dovajamo nobene kWh. Poskušamo čim bolj povečati porabo električne energije na kraju samem z zmanjšanjem lastne porabe. Za spremljanje naše nepremičnine uporabljamo pametne števce, naš profil porabe pa poskuša pokriti naš profil proizvodnje.

Pomanjkljivost tega sistema je odvisnost od baterijske energije, kar je lahko težavno, če nimamo dovolj zmogljivosti, saj ne moremo shraniti 100 % energije, ki jo lahko proizvedemo, ali pa lahko ostanejo brez električne energije, če nimamo drugih možnosti za proizvodnjo energije, kot so vetrni ali dizelski generatorji. Naši tipični stanovanjski odjemalci imajo baterije s kapaciteto 10–20 kWh, cena teh naprav pa se znižuje in povečuje. SOLARKIT-ova blagovna znamka inverterjevDeye je vodilna na trgu v Južni Afriki in Braziliji, kjer lahko izpadi električne energije trajajo več ur in je potreben zanesljiv otoški ali hibridni sistem oskrbe z električno energijo.

Prednost sončnega sistema, ki ni priključen na omrežje, je, da nismo nikakor vezani na ponudnika storitev (lokacija, priključitev na omrežje, licence, uporabljena oprema).

Tako izgleda naš sistem:

• sončni panel
• inverter - baterijski paket
• električni sistem stavbe z integriranim pametnim merilnikom

Sončni panelni sistem z baterijami

Baterijski sončni sistem je podoben konvencionalnemu sistemu, razen da poleg sončnih panelov napaja inverter z enosmernim tokom tudi napolnjena baterija, na primer ponoči.

Novejši baterijski sistemi imajo DC-DC (enosmerni) preklop, kar pomeni, da se enosmerni tok iz sončnih panelov lahko shrani v baterijo (baterije shranjujejo enosmerni tok), s čimer se izognejo izgubam pri pretvorbi (DC-AC-DC-AC) in lahko shranjujejo energijo, ko je enosmerna stran prevelika, pri čemer inverter preklaplja tok na največjo zmogljivost.

Naš sistem je takšen:

• sončni panel
• inverter - akumulator
• električni sistem stavbe integriran pametni merilnik
• električni merilnik
• omrežje za oskrbo z električno energijo
• ničelni izvoz (zaščita pred povratnim tokom)

Baterije je mogoče konfigurirati z različnimi nadzornimi elementi, tako imenovanimi profili polnjenja, ki jih je mogoče prilagoditi potrebam stranke ob zagonu sistema:

• Lastna poraba – primarno polnjenje baterije, sekundarno polnjenje
• Omrežno napajanje – primarno polnjenje, sekundarno polnjenje baterije, lahko je zanimivo za znatno prevelike enosmerne strani in za uravnoteženje
• Konfiguracija na podlagi časa – periodično programiranje zgoraj navedenih dveh profilov, priporočljivo za jasne vzorce porabe energije z bruto poravnavo in poravnavo konic in padcev

Prednost sončnega fotovoltaičnega sistema na baterije je, da lahko premostimo razliko med prodajo in nakupom električne energije s povečanjem lastne porabe v manj ugodnih obračunskih sistemih kot je bilanca. Vsi bi morali razmisliti in izračunati donosnost naložbe v razširitev baterij, pametne števce pa je mogoče naknadno vgraditi za optimizacijo upravljanja z energijo v vaši nepremičnini.

Hibridni sončni sistemi

Hibridni sončni sistem je sistem, ki lahko deluje tako v povezavi z omrežjem kot v samostojnem načinu (v primeru izpada električne energije).

Vaš sistem je takrat videti takole:

• sončni panel
• inverter
• akumulator
• električni števec
• omrežje za oskrbo z električno energijo
• električni sistem stavbe z integriranim pametnim merilnikom
• rezervna omarica (če je potrebna ločeno, podrobnosti spodaj)
• tokokrog za kritične obremenitve (če je potrebno, podrobnosti spodaj)

Shranjevanje energije s sončnimi kolektorji

Poglejmo si baterijske rešitve različnih proizvajalcev. Baterije so ključni element za shranjevanje in izkoriščanje sončne energije, na voljo pa je veliko različnih rešitev po vsem svetu.

Pri izbiri baterije je pomembno upoštevati vse vidike in se odločiti na podlagi lastnosti, ki so za nas najpomembnejše, saj lahko vidimo, da različni proizvajalci svoje rešitve nenehno izboljšujejo. Pri izbiri je treba upoštevati garancijsko dobo, ohranjanje zmogljivosti baterije, učinkovitost, modularno razširljivost in združljivost. Izbor idealne baterije bo zagotovil učinkovito in zanesljivo shranjevanje sončne energije na dolgi rok. V SOLARKIT si v okviru uradnega sodelovanja prizadevamo svojim strankam ponuditi rešitve, med katerimi lahko vsak izbere tisto, ki mu najbolj ustreza, in sicer blagovnih znamk, kot so Huawei, SolaX ali Deye.

V nadaljevanju bomo najprej obravnavali hibridni sistem z inverterjem Huawei L1, M1 (do 10 kW), nato pa bomo prešli na inverterje in baterije Deye in SolaX, ki so prav tako na voljo pri SOLARKIT.

Baterija Huawei LUNA

Rešitev Huawei za ustvarjanje hibridnega sistema zahteva inverter, baterijo, rezervno omarico in pametni merilnik. Baterija je sestavljena iz dveh delov: modul za napajanje skrbi za polnjenje in izhodno energijo, baterijo s kapaciteto5 kWhpa je mogoče enostavno dopolniti z dodatnimi moduli, tako da lahko dosežete kapaciteto 5–15 kWh, s 3 moduli v seriji, odvisno od vaših potreb.

Če želite črpati energijo iz omrežja in baterije, morate kupiti tudi rezervno omarico , ki omogoča delovanje pretvornikov Huawei (L1, M1) v hibridnem načinu.

V takem primeru bo naprava z dvema priključkoma za izmenični tok (AC) še vedno imela primarni priključek na električno omrežje stavbe, sekundarni priključek pa bo na novo ustvarjen tokokrog, tokokrog za kritično obremenitev (v nadaljnjem besedilu C.C.C.). Glede na inverter je omrežje lahko enofazno ali trifazno, vendar je v našem primeru zasilni tokokrog vedno enofazni.

Ob prisotnosti omrežne napetosti se primarni in sekundarni tokokrog napajata na enak način kot v običajnem sončnem fotovoltaičnem sistemu. Če ni omrežne napetosti, sta oba tokokroga brez napetosti. Ko naš sistem to zazna, po približno 3 sekundah začne proizvajati električno energijo za CFC, pri čemer ne delujejo samo kWh v bateriji, ampak tudi sončni kolektorji, ki proizvajajo električno energijo.

Pri načrtovanju vezja za kritične obremenitve je treba paziti, da se v nobenem primeru ne preseže največji izhodni tok Backup Boxa.

Za te rešitve je smiselno razmišljati o RCD ne kot o neprekinjenem napajanju, ampak kot o varnostni rezervi, s katero lahko zagotovimo, da bodo hišni varnostni sistem, razsvetljava, zabavna elektronika, hlajenje in ogrevanje napajani z električno energijo.

Inverterji in baterije Deye

SOLARKIT uradno distribuira tehnologije Deye javnosti in našim partnerjem. Hibridni inverterji Deye vključujejo rezervno omarico in pametni merilnik kot standardno opremo in se lahko enostavno priključijo na njihovo lastno baterijsko rešitev, poleg tega pa lahko upravljajo z desetinami blagovnih znamk baterij in celo vetrnimi ali dizelskimi generatorji. Če se odločite za sistem , ki podpira shranjevanje energije, lahko vaš inverter v 4 milisekundah preklopi v otokski način in takoj začne črpati energijo iz baterije, tako da dobite popolnoma neprekinjen sistem. Tako lahko v nasprotju z rešitvijo Huawei zaradi asimetrične faze inverterja v primeru izpada električne energije napajamo ne le RCD, ampak hkrati tudi vse 3 faze v stavbi.

Enostavna povezljivost je lahko prednost tudi, če v času namestitve nimate baterije priključene na sistem, vendar jo nameravate priključiti pozneje. Druga prednost je, da je mogoče med seboj povezati več inverterjev in baterij, zato lahko rešitve Deye priporočamo za kompleksne rešitve.

Leta 2023 sta naš direktor in vodja veleprodaje med večdnevnim obiskom tovarne razpravljala o uradnem sodelovanju pri distribuciji SOLARKIT na evropskem trgu. Več o naših izkušnjah in rešitvah Deye lahko preberete v našem podrobnejšem članku na to temo.

Inverterji in baterije SolaX

SolaX je še eno od naših sodelovanj, ki je razvilo tudi lasten sistem za shranjevanje energije. Njihov inverter je prav tako sposoben zagotoviti neprekinjeno napajanje z integrirano rezervno enoto, tako da je z dodatkom baterije mogoče doseči popolno otokovanje s hitrostjo preklopa 0,01 sekunde.Zahvaljujoč tehnologiji LFP (litij-železov fosfat) imajo višjo temperaturno toleranco in so varnejši za namestitev. Z 10-letno garancijo in 90-odstotno globino praznjenja predstavljajo odlično vrednost za denar.
Več o rešitvah Solax lahko preberete v našem članku o njih.Na splošno je upravljanje energije v naši nepremičnini in naši državi izredno zapletena naloga in vprašanje. Zato vedno ponujamo brezplačno strokovno svetovanje, oglede na kraju samem in distribuirano več svetovnih blagovnih znamk. Z več kot 3500 nameščenimi sončnimi fotovoltaičnimi in toplotnimi črpalkami imamo izkušnje, da vam lahko pomagamo.