Standardowa instalacja on-grid wyłącza się automatycznie podczas awarii sieci z powodu zabezpieczenia antywyspowego, które chroni osoby naprawiające linię. Fotowoltaika off-grid z baterią działa niezależnie od sieci publicznej, zapewniając zasilanie także bez dostępu do niej. Instalacja hybrydowa może łączyć zasilanie awaryjne z rozliczaniem nadwyżek w net-billingu.
Falownik w instalacji on-grid automatycznie wyłącza się, gdy znika zasilanie z sieci, aby chronić monterów przed porażeniem prądem. Dlatego fotowoltaika off-grid różni się pod tym względem od typowej instalacji dachowej: standardowy system on-grid nie zasili domu podczas awarii.
Decyduje o tym zabezpieczenie antywyspowe. Falownik wykrywa brak napięcia w sieci i odłącza się od niej. Energia z prywatnej instalacji PV nie może wtedy popłynąć do uszkodzonego odcinka linii, przy którym pracują ekipy usuwające awarię.
Zabezpieczenie antywyspowe jest wymagane, a jego nastawy podlegają określonym ograniczeniom. Instalacja on-grid bez magazynu energii oraz odpowiednio zaprojektowanej funkcji zasilania awaryjnego nie będzie zasilać domu podczas awarii. Niezależność energetyczną może zapewnić system niezależny od sieci albo układ hybrydowy z funkcją backup power.
Jak działa fotowoltaika off-grid z magazynem energii bez dostępu do sieci?
Fotowoltaika off-grid pracuje całkowicie poza siecią publiczną: energię z paneli gromadzi w bateriach, a potem wykorzystuje ją do zasilania odbiorników w domu, także podczas długotrwałego braku prądu. Taka instalacja może działać jako autonomiczna lokalna sieć AC, więc jej działanie nie zależy od stanu publicznej infrastruktury.
Podstawę systemu tworzą panele fotowoltaiczne, inwerter off-grid lub hybrydowy oraz magazyn energii, czyli akumulatory energii. W dzień inwerter zarządza energią produkowaną przez panele i ładuje baterie, a po zmroku zasila dom z magazynu. W większych układach stosuje się też regulator ładowania MPPT oraz elementy okablowania i zabezpieczeń.
Systemy off-grid stosuje się przede wszystkim tam, gdzie własne źródło energii jest praktyczniejsze niż oczekiwanie na zasilanie z sieci:
- w miejscach bez dostępu do sieci elektrycznej, takich jak działki rekreacyjne, domki letniskowe czy obiekty położone w trudnym terenie;
- w lokalizacjach, w których zdarzają się przerwy w dostawie energii i potrzebne jest własne zasilanie awaryjne;
- w obiektach, gdzie wykonanie przyłącza sieciowego byłoby nieopłacalne albo technicznie niemożliwe.
Instalacja hybrydowa z magazynem energii – automatyczne przełączanie w tryb awaryjny
Inwerter hybrydowy z funkcją EPS przełącza się w ułamku sekundy na zasilanie z baterii, łącząc rozliczenia net-billingu z zasilaniem awaryjnym podczas blackoutu. Fotowoltaika off-grid pracuje całkowicie poza siecią, natomiast układ przyłączony do sieci może wykorzystywać magazyn energii.
Na co dzień taki układ działa podobnie jak instalacja on-grid: dom zużywa energię z paneli, a niewykorzystane nadwyżki mogą trafić do sieci i zostać rozliczone w net-billingu. Różnica pojawia się przy awarii. Inwerter odłącza instalację od sieci zewnętrznej i uruchamia tryb EPS, czyli awaryjne zasilanie wybranych obwodów w domu. Może wystąpić krótka przerwa w zasilaniu, dlatego nie należy zakładać, że przełączenie będzie całkowicie niewyczuwalne.
W trybie backup power energię dostarczają panele fotowoltaiczne, o ile pozwalają na to warunki nasłonecznienia, oraz akumulatory energii. Czas działania zależy od pojemności magazynu i bieżącego zużycia. Różne odbiorniki mogą istotnie różnić się zużyciem energii i mocą szczytową. Magazyn energii podnosi koszt inwestycji, ale może zwiększyć autokonsumpcję na co dzień.
Typowy cykl pracy wygląda następująco: rano dom korzysta z produkcji PV i, gdy to potrzebne, z sieci; w południe panele zasilają odbiorniki oraz ładują baterię. Nadwyżka może zostać oddana do sieci, a wieczorem i nocą dom pobiera energię zgromadzoną w magazynie. System hybrydowy pozwala korzystać z net-billingu i zasilać najważniejsze urządzenia podczas blackoutu.
Ile kosztuje zabezpieczenie domu przed brakiem prądu?
Systemy z magazynem energii mogą kosztować wyraźnie więcej niż instalacje PV bez magazynu. Największą część budżetu stanowi magazyn energii; w rozbudowanych konfiguracjach jego koszt może być wysoki, zależnie od pojemności, technologii, producenta i wymagań zasilania awaryjnego.
Na koszt i trwałość systemu wpływa technologia akumulatorów. Najczęściej porównuje się dwa rozwiązania:
- Akumulatory żelowe GEL/AGM są starszą i zwykle tańszą technologią. Mogą być bardziej wrażliwe na głębokie rozładowanie, a ich liczba cykli ładowania bywa niższa niż w bateriach litowych.
- Akumulatory LiFePO4 są często stosowane w systemach off-grid. Zwykle ważą mniej, oferują wysoką sprawność i dłuższą żywotność, a ich użyteczna pojemność może być większa niż w przypadku akumulatorów żelowych. Wymagają odpowiedniego systemu zarządzania baterią i prawidłowego montażu.
Całkowity koszt podnoszą również liczba paneli, moc inwertera, pojemność magazynu dobrana do czasu trwania blackoutu, okablowanie DC/AC oraz zabezpieczenia. Mały system do działki będzie więc znacznie tańszy niż instalacja o mocy 5 kW, zaprojektowana do podtrzymania pracy najważniejszych urządzeń w domu.
Przy planowaniu budżetu trzeba sprawdzić aktualne zasady dotacji, ponieważ programy wsparcia mogą obejmować inne konfiguracje niż autonomiczna fotowoltaika off-grid. Ostateczna cena zależy przede wszystkim od urządzeń, które ma obsłużyć backup power, oraz czasu zasilania awaryjnego.
FAQ
Jak korzystać z fotowoltaiki, gdy nie ma prądu?
Standardowa instalacja on-grid nie działa podczas awarii, ponieważ zabezpieczenie antywyspowe wyłącza falownik. Zasilanie podczas braku prądu zapewni system off-grid z magazynem energii albo instalacja hybrydowa z funkcją EPS, która automatycznie przełącza się na baterię.
Czy fotowoltaika działa, gdy nie ma prądu w sieci?
Instalacja on-grid, stanowiąca ponad 90% instalacji w Polsce, wyłącza się automatycznie podczas awarii sieci. Zabezpieczenie antywyspowe chroni monterów naprawiających linię, natomiast system off-grid lub hybrydowy z baterią może działać niezależnie od stanu sieci.
Czy panele fotowoltaiczne mogą działać bez odbioru prądu?
Panele generują energię, gdy świeci słońce, ale w instalacji on-grid falownik wyłącza się przy braku napięcia w sieci. W systemie off-grid lub hybrydowym energia z paneli może trafiać do baterii i być wykorzystywana niezależnie od sieci.
Jakie baterie wybrać do fotowoltaiki off-grid?
Akumulatory żelowe GEL/AGM są tańsze, ale wrażliwe na głębokie rozładowania i mają krótszą żywotność. Akumulatory LiFePO4 są lżejsze, umożliwiają głębsze rozładowanie i mają dłuższą żywotność cykliczną.