Hybrydowe instalacje PV i świadome zarządzanie energią elektryczną to nasza najbliższa przyszłość.

Poprzedni system rozliczeń (net-metering) dotyczący prosumentów instalacji PV tzw. system opustów gwarantował nam odbiór niewykorzystanych nadwyżek wysłanych do sieci. To sprawiało, że jesteśmy w pełni niezależni od cen energii, a państwowa sieć energetyczna pełni rolę magazynu energii. Obowiązywała jedna zasada: z wprowadzonej do sieci 1 kWh odbierane jest 0.8 kWh (dla instalacji do 10 kWp). Przy takim układzie dobór mocy instalacji PV był bardzo prosty, a średnia moc instalacji fotowoltaicznej w polskich domach jednorodzinnych wynosiła 5-6 kWp i mogła pokryć roczne zapotrzebowanie na prąd.

Jak zwiększyć autokonsumpcję?

Zmiany w ustawie (net-billing) spowodowały rewolucję w systemie rozliczeń. Okazuje się, że użytkownik instalacji wybudowanej rok wcześniej nie zmieniając nic w sposobie zarządzania swoją energią elektryczną miałby wydłużony czas zwrotu inwestycji. W nowym systemie sprzedajemy energię po niższych cenach niż kupujemy. Jednym ze sposobów na to jest zwiększenie autokonsumpcji, czyli zużywanie energii wyprodukowanej w swojej instalacji zanim trafi ona do sieci. Obecnie autokonsumpcja dla średniego użytkownika instalacji PV wynosi ok. 25%. Aby zwiększyć autokonsumpcję do poziomu powyżej 50% należałoby wyposażyć nasz dom w klimatyzację, grzałkę elektryczną, pompę ciepła, samochód elektryczny itd.

Falownik hybrydowy jest niezbędny

Wszystkie wymienione wyżej sposoby są bardzo dobre, ale co jeśli chcemy podgrzać CWU po zmroku kiedy nie ma już produkcji z PV? Samochód elektryczny również najchętniej ładowalibyśmy po powrocie z pracy. Dlatego powstało ogromne zapotrzebowanie na magazynowanie energii. Aby to zrobić konieczne jest wyposażenie instalacji fotowoltaicznej w zestaw baterii, a do ich obsłużenia niezbędny jest falownik hybrydowy. Tym samym, w oczywisty sposób zwiększymy autokonsumpcję, ponieważ zamiast wysłać energię od razu do sieci zmagazynujemy ją w bateriach.

Biorąc pod uwagę powyższe aspekty, przewiduje się, że w najbliższej przyszłości średnia moc instalacji PV wzrośnie i znacznie zwiększy się zapotrzebowanie na falowniki hybrydowe o mocy 8-12 kW, a w przyszłości nawet i większe. Spowodowane będzie to również rosnącymi cenami gazu, węgla i innych paliw.

Zasilanie awaryjne

Podstawową różnicą instalacji hybrydowej jest możliwość jej pracy, również wtedy, gdy są przerwy w dostawie prądu, zatem w systemie off-grid. W takim układzie z falownika hybrydowego wydzielany jest specjalny obwód, tzw. backup (zasilane awaryjne, rezerwowe), który w razie potrzeby zasilany jest z baterii. Dobór urządzeń pod zasilanie rezerwowe będzie najważniejszym zadaniem dla instalatora. Powinny się tam znaleźć niezbędne urządzenia, które nie powinny się nigdy wyłączyć tj. alarm, monitoring, aparatura medyczna, lodówka, oświetlenie, komputer do pracy itp.

Hybrydowa instalacja PV wykonana w Wałbrzychu przez firmę RED MEN

Możemy pod zasilanie rezerwowe podłączyć również urządzenia takie jak piec elektryczny czy pompa ciepła. Moc urządzeń podłączonych pod (zasilanie rezerwowe nie może być jednak większa niż znamionowa moc falownika hybrydowego. Jest to bardzo istotne przy planowaniu instalacji. W przypadku pompy ciepła powinniśmy sprawdzić więc w karcie katalogowej moc rozruchu pompy, aby przy jej załączeniu się i jednoczesnej pracy innych urządzeń nie przekroczyć mocy maksymalnej. Przy wyłączeniu zasilania z sieci, backup (obwody zasilanie rezerwowego) załączą się automatycznie (przynajmniej taki powinien być standard). W falownikach marki Solplanet przy zaniku napięcia z sieci następuje przełączenie w ciągu 20 ms, co sprawia że nie odnotujemy żadnej przerwy w zasilaniu kluczowych odbiorników (zasilanie bezprzerwowe).

Magazyn energii

Kolejnym krokiem będzie wybór magazynu energii. Przy wyborze falownika hybrydowego konieczne będzie sprawdzenie kompatybilnych baterii z danym falownikiem. Producent obowiązkowo udzieli tych informacji, ponieważ zastosowanie niekompatybilnego magazynu ma wpływ na gwarancję.

Następnie dobranie odpowiedniej pojemności baterii. Zasadniczo im większy magazyn energii tym lepiej, ale ceny baterii są nadal stosunkowo wysokie. Magazyn energii powinien zapewnić nam zasilanie w godzinach gdy nasza instalacja fotowoltaiczna nie pracuje. Sprawdzając wartości z licznika energii po zmroku i kolejnego dnia rano dostaniemy odpowiedź ile kWh zużywamy w tym okresie. Ważnym jest również abyśmy zostawili sobie możliwość rozbudowy magazynu w przyszłości.

Trójfazowy falownik hybrydowy marki Solplanet, seria ASW H-T1

Integracja systemu

Mamy już dobraną moc falownika oraz wiemy jaką baterię, o jakiej pojemności zastosujemy. Cały system musi być jednak zintegrowany. Nasza hybryda musi wiedzieć gdzie skierować produkowaną przez panele słoneczne energię. Stosuje się w tym w tym celu inteligentny licznik (smart meter), który przeważnie znajduje się w domowej rozdzielni elektrycznej. Podłączony jest on przewodem komunikacyjnym do falownika hybrydowego. Licznik posiada dane jaki jest aktualny pobór naszych urządzeń i dzięki temu odpowiednia ilość energii jest wysyłana na bieżące zużycie, w razie potrzeby niedobór energii pokrywany jest z baterii. W nowej serii trójfazowych, hybrydowych falowników Solplanet, ASW H-T1, zastosowano bardzo ciekawe rozwiązanie, gdzie smart meter jest od razu wbudowany w falownik. To znaczne ułatwienie dla instalatora. Problem doboru kompatybilnego licznika, podłączenia, zaprogramowania mamy od razu wyeliminowany. Aby całość mogła pracować potrzebne są tylko przekładniki prądu dołączone w zestawie z falownikiem i zamontowanie ich na przewodzie wychodzącym z falownika do sieci elektroenergetycznej.

Czym są taryfy dynamiczne?

Ostatnim ciekawym wątkiem jaki chciałbym poruszyć są kolejne zmiany w ustawie OZE. Otóż od 1 lipca 2024 dla prosumentów zapowiadane są tzw. taryfy dynamiczne. Cena energii ma być uzależniona od czasu w jakim została oddana lub pobrana z sieci. Będziemy mogli zmagazynować tą energię w momencie dnia kiedy jest najtańsza, a sprzedać ją w szczycie, kiedy będzie najdroższa. Może się okazać, że już nie tylko zużywanie energii z fotowoltaiki lokalnie zwiększy opłacalność inwestycji, ale również magazynowanie i sprzedaż o korzystnej porze. Wciąż drogie magazyny energii będą mogły szybko się zwrócić. Jedno jest pewne - hybrydowe instalacje PV i świadome zarządzanie energią elektryczną to nasza najbliższa przyszłość.

Robert Świesiulski
Technical Support Manager Solplanet

Więcej informacji o instancjach Solplanet można znaleźć na stronie www.solplanet.net/pl lub wysyłając zapytanie pod adres mailowy: sales.pl@solplanet.net.

www.solplanet.net/pl