Fotowoltaika off-grid – jak działa i kiedy warto ją wybrać?
Fotowoltaika off-grid to coraz częściej stosowane rozwiązanie przez użytkowników, którym zależy na uniezależnieniu się od sieci energetycznej. Czym wyróżniają się tego typu instalacje, jak działają i z jakich elementów się składają? Zapraszamy do zapoznania się ze szczegółami.
Instalacja off-grid – co to jest i jak działa?
Off-grid to – tłumacząc bezpośrednio – instalacja działająca poza siecią energetyczną. System tego typu składa się z kilku komponentów, w tym z paneli fotowoltaicznych, inwertera, magazynu energii i generatora spalinowego. Instalacje te wymagają najwyższej jakości urządzeń i przygotowania odpowiedniego projektu, który uwzględnia funkcjonowanie kilku źródeł energii.
Przykładowy schemat instalacji off-grid
Poza rozwiązaniem off-grid, dostępne są również dwie, stosunkowo popularne opcje:
on-grid – czyli rodzaj instalacji, który współpracuje z siecią energetyczną. System odprowadza wyprodukowane nadwyżki energii bezpośrednio do sieci.
Przykładowy schemat instalacji on-grid
instalacja hybrydowa – system, który jednocześnie współpracuje z siecią energetyczną i magazynem energii. Umożliwia on gromadzenie nadwyżek prądu i korzystanie z nich na własny użytek lub odsprzedawanie ich po wyższych stawkach. Niektórzy producenci udostępniają w swoich urządzeniach tryb „back-up”, czyli możliwość chwilowej pracy bez sieci (z odpowiednimi ograniczeniami). Bardzo często urządzenia do pracy hybrydowej są utożsamiane z tymi do pracy off-grid, jednak jest to błędna interpretacja.
Przykładowy schemat instalacji hybrydowej
Gdzie sprawdzi się samowystarczalna instalacja off-grid?
Z całą pewnością w miejscach, gdzie niezbędny jest stały dostęp do energii elektrycznej, lecz nie jest ona udostępniona z różnych względów. Przykładem może być działka, która jest nieuzbrojona i do której sieć nie jest doprowadzona. Będzie to również dobre rozwiązanie dla właścicieli firm produkcyjnych, szczególnie tych, których urządzenia muszą działać bez przerwy, domków letniskowych lub zwykłych domów jednorodzinnych, które są narażone na częste przerwy w dostawie prądu.
Warto jednak wiedzieć, że sama instalacja off – grid jest mocno uzależniona od panujących warunków pogodowych. Oznacza to, że w okresie zimowym, system – ze względu na zwiększoną ilość pochmurnych dni i mniejsze nasłonecznienie, może wyprodukować znacznie mniejszą ilość energii niż w okresie letnim. Decydując się na założenie tego typu instalacji warto wziąć ten czynnik pod uwagę i skorzystać z usług specjalistów, którzy stworzą indywidualny projekt i dobiorą odpowiednią moc generatora spalinowego do całego systemu.
Magazyn energii – podstawa każdego systemu off – grid
Podstawowym komponentem każdej instalacji off-grid jest magazyn energii, który musi zostać odpowiednio dobrany zarówno pod kątem jakości, jak i wielkości. Instalacje off grid zazwyczaj wymagają dużo większej pojemności magazynu niż instalacje hybrydowe. Należy dopasować wielkość baterii do zużycia energii oraz do obciążalności prądowej. Źle dobrany magazyn może spowodować niepoprawne funkcjonowanie systemu oraz doprowadzić do przedwczesnego zużycia ogniw bateryjnych.
Z czego składa się instalacja off-grid? Najważniejsze informacje
Instalacja off-grid składa się z kilku podstawowych komponentów, do których należą: magazyn energii, zespół urządzeń przetwarzających prąd stały na prąd przemienny, panele fotowoltaiczne, falownik wyspowy oraz generator spalinowy.
Przykładowy system off-grid
W jaki sposób może wyglądać przykładowa, samowystarczalna instalacja off-grid i z jakich urządzeń się składa?
1) magazyn energii, w tym przypadku Lithium Smart battery 25,6/200 (x10) działający na niskim napięciu o łącznej pojemności 51,2kWh z unikalnym układem BMS posiadającym aktywny balanser.
2) Układ kombinacji inwertera z ładowarką, który przekształca napięcie z magazynu na 230V i umożliwia jego ładowanie. (3x Quattro 48/5000/70-100/100). Pozwala on również na korzystanie z dwóch wejść prądu przemiennego, którym mogą być na przykład sieć i agregat prądotwórczy (opcjonalnie) lub nawet dwa agregaty prądotwórcze.
3) instalacja fotowoltaiczna działająca w trybie DC-Coupling, czyli taka, która ładuje magazyn energii bezpośrednio (bez udziału falownika) za pomocą regulatorów ładowania. Rozwiązanie tego typu zapewnia najwyższy poziom bezpieczeństwa. Przypuszczając sytuację, w której awarii uległ agregat prądotwórczy, a poziom baterii spadł poniżej dopuszczalnego, system BMS jest zmuszony wyłączyć system. Do ponownego uruchomienia systemu trzeba podnieść stan naładowania magazynu energii, a można to zrobić jedynie za pomocą agregatu prądotwórczego lub właśnie regulatora ładowania (po pojawieniu się słońca). (np. 1x SmartSolar MPPT RS 450/200)
4) instalacja działająca w trybie AC-Coupling, czyli zbudowana ze zwykłych inwerterów sieciowych on-grid (takich jak np. Fronius Symo). Regulacja mocy tych inwerterów jest realizowana za pomocą częstotliwości sieci (Frequency shifting), a sieć tworzy im wspomniany wcześniej układ kombinacji inwerterów z ładowarką. Element ten minimalizuje straty wynikające z bezpośredniego zużycia energii z instalacji PV, a także umożliwia dużą skalowalność systemu.
5) agregat prądotwórczy, który zostaje automatycznie uruchamiany w przypadku, gdy poziom baterii spada poniżej zadanego progu i równolegle występuje brak produkcji energii z instalacji PV. Po jego uruchomieniu, magazyn energii zostaje naładowany do pełna lub do zadanego poziomu, a sam agregat zostaje automatycznie wyłączony.
Projekt systemu off-grid zespołu offgrid24.com
Zastosowanie zestawów off grid – podsumowanie.
Instalacja fotowoltaiczna off-grid to rozwiązanie, które szczególnie sprawdzi się w miejscach, gdzie dostęp do tradycyjnych źródeł energii jest ograniczony lub niemożliwy. Dzięki autonomii energetycznej, jaką oferuje, użytkownicy mogą cieszyć się stałym dostępem do zasilania, niezależnie od warunków zewnętrznych. Opcję tę polecamy szczególnie tym osobom, dla których wspomniana ciągłość zasilania jest niezbędna do funkcjonowania, a także tym, którzy chcieliby uniezależnić się od (nierzadko niestabilnej) sieci energetycznej. Systemy off-grid bardzo często znajdują zastosowanie m.in. w łodziach lub kamperach (o przykładowym systemie, dedykowanym miłośnikom caravaningu, pisaliśmy tutaj).
Projektowanie i montaż systemu off – grid
Odpowiednio stworzony projekt i montaż instalacji off – grid to gwarancja, że system będzie działał przez lata. Jak zwykle polecamy współpracę z naszym zespołem specjalistów, który odpowiada za realizację zlecenia od a do z. Skontaktuj się z nami i uzyskaj wszelkie szczegóły na temat tego typu usługi.
