Jak dobrać system zasilania awaryjnego i instalację PV?

Najczęstszym powodem zainteresowania fotowoltaiką jest chęć obniżenia rachunków za energię elektryczną. Instalacja fotowoltaiczna jest przyjazna środowisku i nie powoduje wydzielania zanieczyszczeń podczas swojej pracy. Jest cicha i bezobsługowa. Dzięki własnej instalacji możemy się w znacznym stopniu uniezależnić od podwyżek cen prądu, jednak ciągle polegamy na jego dostawach. Czy możliwa jest pełna niezależność od dostaw energii z sieci?

Rodzaje instalacji fotowoltaicznych

Istnieją trzy typy instalacji fotowoltaicznych. Ich rodzaj zależy do sposobu połączenia instalacji z system elektroenergetycznym:

• instalacje on-grid – standardowe instalacje fotowoltaiczne, składające się z modułów fotowoltaicznych i inwertera, połączone z siecią elektroenergetyczną – nadwyżki energii są w całości wprowadzane do sieci. W trakcie awarii sieci elektroenergetycznej nie można korzystać z energii z fotowoltaiki. W każdej chwili można zainstalować magazyn energii, wiąże się to z wymianą inwertera na hybrydowy lub dołożeniem inwerterów wyspowych;
• instalacje off-grid – instalacje niepołączone z siecią elektroenergetyczną, składające się z modułów fotowoltaicznych, regulatora ładowania/inwertera oraz magazynu energii. Małe systemy, które zasilają domki letniskowe;
• instalacje hybrydowe – są połączone z siecią i posiadają magazyn energii. W każdej chwili można korzystać z energii elektrycznej w domu.

Jak dobrać wielkość systemu fotowoltaicznego?

Aby dobrać wielkość systemu fotowoltaicznego, najpierw należy określić, ile energii w kWh zużywamy rocznie. Czy w najbliższym czasie zużycie to wzrośnie, np. przez zainstalowanie klimatyzacji, pompy ciepła? Czy spadnie, gdy dzieci wyprowadzą się z domu? Znając potrzeby, można przejść do projektowania instalacji fotowoltaicznej. Przy uwzględnieniu warunków panujących na dachu, zapotrzebowania na energię elektryczną i domowego magazynu energii możemy określić moc instalacji.

Produkcja energii z instalacji fotowoltaicznej zależy od wielu czynników, m.in. nasłonecznienia, usytuowania instalacji względem stron świata, kąta nachylenia modułów fotowoltaicznych oraz obecności elementów zacieniających. Profesjonalne firmy oferujące instalacje fotowoltaiczne, takie jak SunSol, wykonują projekt instalacji, który obrazuje miejsce, w którym planowany jest montaż PV. W projekcie poza schematami rozmieszczenia modułów powinny się znaleźć informacje o zainstalowanej mocy, rocznych uzyskach energii oraz zacienieniu poszczególnych modułów.

Rozliczanie energii z fotowoltaiki

Jak duża zatem powinna być instalacja fotowoltaiczna dla domu jednorodzinnego? Aby odpowiedzieć na to pytanie, w pierwszej kolejności musimy przeanalizować system rozliczeń energii elektrycznej z zakładem energetycznym. Prosumenci, czyli producenci i konsumenci energii elektrycznej, korzystają z systemu opustów. Zasady działania systemu opustów określa Ustawa o Odnawialnych Źródłach Energii z 2015 roku z późniejszymi zmianami. Energia elektryczna z fotowoltaiki w pierwszej kolejności zasila urządzenia w domu, np. lodówkę, oświetlenie, magazyn energii. Niewykorzystane na miejscu nadwyżki trafiają do sieci. W ciągu roku, przy instalacjach fotowoltaicznych o mocy do 10 kW, można odebrać 80% tych nadwyżek, dla instalacji między 10 a 50 kW jest to 70%. Przy odpowiednio dobranej instalacji fotowoltaicznej rachunki wynoszą tyle, co opłaty stałe, czyli ok. 10–20 zł miesięcznie.

Jak dobrać magazyn energii?

Aby właściwie dobrać magazyn energii, przede wszystkim należy postanowić, jaką ma on pełnić funkcję. Może służyć do zwiększania poziomu autokonsumpcji lub jako zasilanie awaryjne z możliwością zwiększenia autokonsumpcji.

Na rynku istnieje wiele rozwiązań pozwalających na podłączenie magazynu energii. Jednym z ciekawszych jest inwerter Fronius Symo GEN24 Plus oferowany przez firmę SunSol. Inwertery występują w wersji jednofazowej i trójfazowej. W wersji podstawowej posiadają funkcję PV Point, czyli zasilanie jednego gniazda elektrycznego w naszym domu w trakcie awarii sieci. Do inwertera można dołączyć również akumulatory, co pozwoli na uzyskanie pełnego zasilania awaryjnego. Jest to świetne rozwiązanie, gdy magazynu energii nie chcemy montować od razu.

Drugim wartym uwagi rozwiązaniem są systemy magazynowania energii oparte na produktach holenderskiego producenta Victron Energy, który od ponad 45 lat dostarcza kompleksowe rozwiązania dla bateryjnych systemów zasilania. Inwertery Victron wraz z akumulatorami od niemieckiego producenta BMZ można podłączyć do istniejącej instalacji fotowoltaicznej, zapewniając bezprzerwowe zasilanie odbiorników podłączonych do systemu. Grupa BMZ to wiodący na świecie dostawca inteligentnych systemów zasilania i magazynowania energii opartych o technologię litowo-jonową.

System należy zaprojektować zgodnie z zapotrzebowaniem w energię budynku, dlatego warto skonsultować się z doradcą energetycznym, który dobierze system do naszych potrzeb. Należy zwrócić uwagę przede wszystkim na moce urządzeń, które będziemy zasilać oraz czas trwania przerwy w dostawie prądu.

Rodzaje akumulatorów

Dzięki odwracalnym reakcjom chemicznym zachodzącym w akumulatorach mogą one magazynować energię elektryczną. Istnieje wiele rodzajów akumulatorów – które z nich będą najlepsze do instalacji fotowoltaicznej?

Podstawowymi parametrami akumulatorów są sprawność, gęstość energii i liczba cykli. Przyjrzyjmy się bliżej temu, co one oznaczają. Sprawność akumulatora to stosunek energii oddanej przez akumulator do energii do niego wprowadzonej. Gęstość energii oznacza, ile Wh przypada na 1 kg akumulatora. Liczba cykli ładowania i rozładowywania to nic innego jak żywotność akumulatora.

Popularne akumulatory kwasowo-ołowiowe, często spotykane w samochodach, zwykle posiadają 500 cykli, przy rozładowaniu do 50%. Przy głębszym rozładowywaniu liczba cykli spada. Stosując takie akumulatory w domu należałoby wymieniać je na nowe co ok. półtora roku.

Znacznie lepszym rozwiązaniem są akumulatory litowo-jonowe. Ich sprawność sięga nawet 99%, a liczba cykli to 5000–6000 tys. przy rozładowywaniu do 80% pojemności. Tutaj szczególnie polecamy akumulatory od BMZ. Zakładając codzienne rozładowywanie i ładowanie, taki akumulator posłuży nam przez ok. 15 lat.

Interesuje Cię pełna niezależność i posiadanie domowego magazynu energii? Skontaktuj się z doświadczonym doradcą firmy SunSol, który dobierze system do Twoich potrzeb i odpowie na wszystkie pytania.

Mgr inż. Olga Kowalska, Starszy Doradca Energetyczny w SunSol