Зберігання енергії за допомогою сонячної фотоелектричної системи

У чому різниця між автономними, гібридними, акумуляторними та традиційними сонячними системами? Як можна вирішити проблему зберігання енергії за допомогою сонячних панелей?

Різні системи та зберігання енергії за допомогою сонячних панелей

Європейський ринок пропонує широкий вибір сонячних систем, як за брендами, так і за технологічними рішеннями. Ми прагнемо надавати найнадійніші системи, щоб задовольнити потреби наших клієнтів в електроенергії, і водночас зробити щось для нашої землі та навколишнього середовища. Є багато способів зробити це, ось відмінності між різними сонячними системами.

Спочатку ми розглянемо типи систем, які можна побудувати, починаючи з двох, можливо, технічно простіших, традиційних і острівних систем, а потім перейдемо до більш технічних тонкощів акумуляторних і гібридних систем, де ми трохи детальніше зупинимося на методах зберігання та управління енергією різних виробників.

Традиційна сонячна фотоелектрична система

Принципроботи традиційної сонячної системи простий. Сонячні панелі генерують постійний струм, який інвертор перетворює на змінний. Електроенергія, що генерується таким чином, або повністю використовується в електричній мережі будівлі, або невикористана електроенергія повертається в мережу, тобто:

• сонячні панелі
• інвертор
• електрична система будівлі
• електрична мережа

Завдяки підключенню до мережі та нетто-лічильникам ця модель є оптимальною для населення, але вона є нестійкою на системному рівні, в довгостроковій перспективі та для багатьох просумерів, тому в Угорщині було змінено законодавство. Від погоди залежна відновлювана енергія зараз є більш стійкою до часу та керованою на системному рівні, ніж брутто-лічильники.

Перейдемо до сонячних систем, в які ми вже інтегруємо акумулятори.

Острівна сонячна фотоелектрична система

Острівна сонячна система забезпечує електроенергією без підключення до електромережі, наприклад, у разі повного відключення електроенергії або в лісі в будинку для відпочинку.

Постійний струм, що генерується сонячними панелями, потім перетворюється на змінний струм у кількості, необхідній для задоволення споживання, або кількість, що не використовується відразу, зберігається в акумуляторних батареях, які можна використовувати пізніше, оскільки немає підключення до електромережі. Також у випадку сонячної системи з зворотним ватом ми працюємо з нульовим експортом, тому не подаємо жодного кВт·год в мережу. Ми намагаємося максимізувати використання електроенергії на місці, зменшуючи власне споживання. Ми використовуємо інтелектуальні лічильники для моніторингу нашої власності, а наш профіль споживання намагається покрити наш профіль виробництва.

Недоліком цієї системи є її залежність від акумуляторної батареї, що може бути проблемою, якщо ми не маємо достатньої ємності, оскільки не можемо зберігати 100% енергії, яку виробляємо, або ми можемо залишитися без електроенергії, якщо не маємо інших джерел енергії, таких як вітрові або дизельні генератори. Зазвичай наші типові побутові клієнти мають акумулятори ємністю 10-20 кВт ·год, і ціна на ці пристрої знижується і зростає. Бренд інверторів Deye від SOLARKIT є лідером ринку в Південній Африці та Бразилії, де перебої в електропостачанні можуть тривати кілька годин і потрібна надійна автономна або гібридна система електропостачання.

Перевага автономної сонячної системи полягає в тому, що ми ніяк не прив'язані до постачальника послуг (місцезнаходження, підключення до мережі, ліцензування, використовуване обладнання).

Ось як виглядає наша система:

• сонячна панель
• інвертор - акумуляторна батарея
• електрична система будівлі з вбудованим інтелектуальним лічильником

Сонячна панель з акумуляторами

Сонячна система з акумуляторами схожа на звичайну систему, за винятком того, що крім сонячних панелей, заряджений акумулятор також забезпечує постійний струм для інвертора, наприклад, вночі.

Нові акумуляторні системи мають перемикання постійного струму (DC-DC), тобто постійний струм від сонячних панелей може заряджатися в акумулятор (акумулятори зберігають постійний струм), що дозволяє уникнути втрат при перетворенні (DC-AC-DC-AC), а також зберігати енергію, коли сторона постійного струму перевантажена, при цьому інвертор перемикає струм на максимальну потужність.

Тоді наша система виглядає так:

• сонячна панель
• інвертор - акумуляторна батарея
• електрична система будівлі інтегрований інтелектуальний лічильник
• електролічильник
• мережа електропостачання
• нульовий експорт (захист від зворотного струму)

Акумулятори можна налаштувати за допомогою різних елементів керування, так званих профілів заряджання, які можна налаштувати відповідно до потреб замовника під час введення системи в експлуатацію:

• Власне споживання - первинна зарядка акумулятора, вторинна зарядка
• Мережеве живлення - первинна зарядка, вторинна зарядка акумулятора, може бути цікавим для значно збільшених сторони постійного струму та для балансування
• Конфігурація за часом - періодичне програмування двох вищезазначених профілів, рекомендується для чітких моделей споживання енергії з валовим розрахунком та розрахунком пікових і мінімальних значень

Перевага сонячної фотоелектричної системи з акумуляторною батареєю полягає в тому, що ми можемо подолати розрив між продажем і купівлею електроенергії, збільшивши власне споживання в менш вигідних режимах розрахунків, ніж баланс. Кожен повинен подумати і прорахувати окупність інвестицій у розширення акумуляторної батареї, а для оптимізації енергоменеджменту вашої нерухомості можна встановити інтелектуальні лічильники.

Гібридні сонячні системи

Гібридна сонячна система — це система, яка може працювати як у підключеному до мережі режимі, так і в автономному режимі (у разі відключення електроенергії).

Тоді ваша система виглядає так:

• сонячна панель
• інвертор
• акумулятор
• лічильник електроенергії
• електрична мережа
• електрична система будівлі з інтегрованим інтелектуальним лічильником
• резервний блок (якщо потрібно окремо, деталі нижче)
• ланцюг критичних навантажень (за необхідності, деталі нижче)

Зберігання енергії за допомогою сонячних панелей

Давайте розглянемо акумуляторні рішення від різних виробників. Акумулятори є ключовим компонентом для зберігання та використання сонячної енергії, і в світі існує безліч різних рішень.

При виборі акумулятора важливо врахувати всі аспекти і прийняти рішення на основі тих характеристик, які є для нас найважливішими, оскільки ми бачимо, що різні виробники постійно вдосконалюють свої рішення. Термін гарантії, збереження продуктивності акумулятора, ефективність, модульна розширюваність і сумісність — все це фактори, які слід враховувати при виборі. Вибір ідеального акумулятора забезпечить ефективне і надійне зберігання сонячної енергії протягом тривалого часу. У SOLARKIT, в рамках офіційної співпраці, ми прагнемо запропонувати нашим клієнтам рішення, з яких кожен може вибрати те, що підходить саме йому, від таких брендів, як Huawei, SolaX або Deye.

Далі ми спочатку обговоримо гібридну систему з інвертором Huawei L1, M1 (до 10 кВт), а потім перейдемо до інверторів та акумуляторів Deye і SolaX, які також доступні в SOLARKIT.

Акумулятор Huawei LUNA

Для створення гібридної системи від Huawei потрібні інвертор, акумулятор, резервний блок і інтелектуальний лічильник. Акумулятор складається з двох частин: модуль живлення, який відповідає за зарядку та вихід енергії, та акумулятор ємністю5 кВт·год, до якого можна легко додати до 2 додаткових модулів, щоб досягти ємності 5–15 кВт·год, з 3 модулями, з'єднаними послідовно, залежно від ваших потреб.

Якщо ви хочете отримувати енергію як з мережі, так і з акумулятора, вам також слід придбати резервний блок , який дозволяє інверторам Huawei (L1, M1) працювати в гібридному режимі.

У такому випадку пристрій з двома підключеннями змінного струму (AC) все одно матиме первинне підключення до електричної мережі будівлі, а вторинне підключення буде до новоствореного контуру, контуру критичного навантаження (далі - C.C.C.). Залежно від інвертора, мережа може бути однофазною або трифазною, але аварійний контур у нашому випадку завжди однофазний.

За наявності напруги в мережі, первинний і вторинний контури живляться так само, як і в звичайній сонячній фотоелектричній системі. Якщо напруга в мережі відсутня, обидва контури знеструмлюються. Коли наша система виявляє це, приблизно через 3 секунди вона починає генерувати електроенергію для CFC, і не тільки кВт·год в акумуляторі, але і сонячні панелі, які виробляють електроенергію, продовжують працювати.

При проектуванні ланцюга для критичних навантажень слід подбати про те, щоб максимальний вихідний струм Backup Box не перевищувався за жодних обставин.

Для таких рішень варто розглядати RCD не як джерело безперебійного живлення, а як надійне резервне джерело, яке гарантує електропостачання системи безпеки будинку, освітлення, розважальної електроніки, системи охолодження та опалення.

Інвертори та акумулятори Deye

SOLARKIT офіційно розповсюджує технології Deye серед широкої громадськості та наших партнерів. Гібридні інвертори Deye стандартно оснащені резервним блоком та інтелектуальним лічильником і можуть бути легко підключені до власного акумуляторного рішення, але крім того, вони можуть працювати з десятками марок акумуляторів і навіть вітровими або дизельними генераторами. Якщо ви оберете систему з накопичувачем енергії, ваш інвертор може перейти в автономний режим за 4 мілісекунди, негайно отримуючи енергію від акумулятора, завдяки чому ви отримуєте повноцінну систему безперебійного живлення. Отже, на відміну від рішення Huawei, завдяки функції фазової асиметрії інвертора ми можемо забезпечити не тільки RCD у разі відключення електроенергії, але й одночасно 3 фази в будівлі.

Простота підключення також може бути перевагою, якщо на момент установки до системи не підключено акумулятор, але ви плануєте підключити його пізніше. Ще однією перевагою є можливість підключення декількох інверторів і акумуляторів між собою, тому ми можемо рекомендувати рішення Deye для складних систем.

У 2023 році наш керуючий директор та менеджер з оптових продажів обговорили офіційну співпрацю SOLARKIT з дистрибуції на європейському ринку під час кількаденного візиту на завод. Більше про наш досвід та рішення Deye ви можете прочитати в нашій більш детальній статті на цю тему.

Інвертори та акумулятори SolaX

SolaX — ще один наш партнер, який також розробив власну систему зберігання енергії. Завдяки вбудованому резервному блоку їх інвертор також забезпечує безперебійне живлення , тому при доповненні акумулятором можна досягти повної автономності з швидкістю перемикання 0,01 секунди.Завдяки технології LFP (літій-залізо-фосфат) вони мають вищу температурну стійкість і є безпечнішими в установці. З 10-річною гарантією та глибиною розряду 90% вони представляють чудове співвідношення ціни та якості.
Більше про рішення Solax ви можете прочитати в нашій статті про них.Загалом, управління енергією нашої власності та нашої країни є надзвичайно складним завданням і питанням. Саме тому ми завжди пропонуємо безкоштовні професійні консультації, обстеження на місці та дистрибуцію декількох світових брендів. Маючи понад 3500 встановлених сонячних фотоелектричних систем та теплових насосів, ми маємо досвід, щоб допомогти вам.