Jak zwiększyć opłacalność instalacji fotowoltaicznej?

Oddawanie do sieci niewykorzystanej energii to spore straty finansowe. W przypadku mikroinstalacji (do 50 kWp), zgodnie z ustawą o odnawialnych źródłach energii obowiązuje system tzw. net-meteringu (opomiarowania netto), dzięki której możemy odzyskać 80% (do mocy 10 kWp) lub 70% (do mocy 50 kWp) oddanej energii wraz z kosztem jej dystrybucji. Tracimy, gdyż stopień naszej samowystarczalności (część energii bezpośrednio zużywanej na potrzeby własne) to zaledwie 25-30%.

Zmieniając nawyki użytkowników np. poprzez manualne, zegarowe lub inteligentne włączanie niektórych urządzeń w godzinach największej produkcji energii ze słońca, możemy uzyskać poprawę takiego stanu, a stopień samowystarczalności podnieść nawet do 50%.

Idea zarządzana zużyciem energii w budynku jednorodzinnym w celu zwiększenia stopnia wykorzystania produkowanej energii

Zarządzanie energią PV daje więc wymierne korzyści, ponieważ energia jest wykorzystywana w czasie, kiedy jest produkowana i nie musi być oddawana do sieci. Po pierwsze - sieć nie jest obciążona, a po drugie - klient oszczędza pieniądze.

Instalacja PV opłaca się zawsze, jednak inwestycja w nią zwraca się szybciej, kiedy możliwie największa ilość samodzielnie wytworzonej energii zostanie wykorzystana na potrzeby własne. Możliwości wykorzystania nadwyżki produkowanej energii jest wiele. Przykładem mogą być inteligentne rozwiązania od firmy Fronius, którym przyjrzymy się poniżej.

System zarządzania energią

Jednym z rozwiązań wspomagającym użytkownika instalacji fotowoltaicznej w wydajnym wykorzystaniu samodzielnie wytworzonej energii, jest system zarządzania energią. W zależności od dostępnej nadwyżki automatycznie włącza lub wyłącza on poszczególne odbiorniki, pomagając zwiększać stopień zużycia własnego. Dzięki temu niewiele energii oddaje i pobiera się z sieci, co pozwala poczynić duże oszczędności.

Schemat połączeń

Funkcja zarządzania energią pozwala na skonfigurowanie histerezy sterowania danym odbiornikiem. Oznacza to, że próg włączenia i wyłączenia ustala się osobno w jednostkach mocy (W). Pozwala to na uniknięcie ciągłego przełączania się styku w momencie, w którym moc będzie zmieniała się na granicy zadanego progu. Przykładowo: pompa basenowa o mocy 1000 W może działać z progiem aktywacji 1200 W i progiem dezaktywacji 0 W, dając histerezę o wartości 200 W.

Falowniki Fronius mają aż cztery cyfrowe wyjścia zarządzania energią wraz z cyklami pracy zależnymi czasowo. Dodatkowo, po wyposażeniu instalacji w inteligentny licznik (np. Fronius Smart Meter), można sterować zewnętrznymi urządzeniami na podstawie wartości nadwyżki mocy w budynku, a nie mocy chwilowej instalacji.

Do odbiorników, których zarządzanie daje najwięcej korzyści, zaliczamy pompy ciepła, klimatyzatory, grzejniki lub zbiorniki ciepłej wody użytkowej. Falowniki austriackiego producenta mogą nimi sterować bezpośrednio (sygnałem 0V-12V) lub poprzez przekaźniki. Co warte podkreślenia, falowniki zostały również wyposażone w otwarte interfejsy, dzięki którym komponenty innych firm, takie jak stacje ładowania samochodów elektrycznych lub systemy automatyki domowej, mogą być inteligentnie sterowane tak, aby jak najlepiej wykorzystać nadwyżki energii PV. 

Sterowanie komponentami innych firm dzięki otwartym interfejsom w falowniku Fronius

Aby efektywnie analizować zużycie energii z instalacji fotowoltaicznej sterowane odbiorniki powinny być indywidualnie prezentowane w narzędziu monitorującym Fronius Solar.web. W tym celu aż 4 inteligentne liczniki Fronius Smart Meter w jednej instalacji mogą dostarczyć najbardziej istotnych informacji - wraz z Solar.web - stanowią podstawę do dalszej analizy i optymalizacji zużycia energii PV. 

Wizualizacja zużycia energii PV przez różne odbiorniki energii w portalu Solar.web

Oprócz tego znajdziemy innowacyjne rozwiązania, zapewniające wydajne zarządzanie energią, które można indywidualnie dostosować do swoich potrzeb i wymagań, a także - w miarę potrzeby - rozbudować.

Bezpieczeństwo energetyczne domu

Nowością w sektorze mikroinstalacji jest falownik hybrydowy Fronius GEN24 Plus, do zastosowania w warunkach domowych. Niezależnie od tego, czy jest on używany w połączeniu z systemami magazynowania energii, zasilania awaryjnego, ogrzewania czy e-mobilności, oferuje szerokie spektrum rozwiązań, odgrywając tym samym istotną rolę w rewolucji energetycznej w domu.

Zintegrowane podstawowe zasilanie rezerwowe to gniazdo PV Point, które jest zasilane energią ze słońca podczas przerw w dostawie prądu, nawet jeśli nie ma akumulatora w systemie. Rozwiązanie to pozwala na zasilanie jednofazowych odbiorników o mocy do 3 kW.

Niezależnie od tego, czy bateria została zainstalowana razem z systemem fotowoltaicznym czy też zostanie dodana później - GEN24 Plus zawsze gwarantuje optymalne rozwiązanie zasilania rezerwowego.

Zastosowana w tych falownikach technologia Multi Flow sprawia, że podczas przerw w zasilaniu z sieci energetycznej odbiorniki nadal mogą być zasilane, a jednocześnie może być ładowany akumulator. Dzięki temu zostaje zapewnione długotrwałe zasilanie rezerwowe i wyższy stopień niezależności energetycznej.

Wspomniane rozwiązanie zasilania rezerwowego działa w połączeniu z systemem magazynowania energii i pozwala na zasilanie całego gospodarstwa domowego, czyli zarówno odbiorników 1-fazowych, jak i 3-fazowowych (np. pompy ciepła) w przypadku przerw w dostawie energii.

Falowniki GEN24 dzięki technologii aktywnego chłodzenia mogą być instalowane zarówno na powierzchniach pionowych, jak i poziomych (np. bezpośrednio na połaci dachu), a dzięki szybkomocującym śrubom 180° oraz zaciskom sprężynowym, można je łatwo i szybko zainstalować.

Urządzeniem można sterować za pomocą smartfonu lub tabletu, z kolei otwarte interfejsy - Modbus, JSON - ułatwiają zastosowanie komponentów innych firm, a także umożliwiają integrację zarówno z małymi systemami automatyki domowej, jak i z dużymi systemami SCADA.

Ciepło dzięki fotowoltaice

Instalacja fotowoltaiczna może wspomagać każdy system grzewczy, bez względu na to czy ogrzewamy dom pompą ciepła, peletem, olejem czy gazem. Wystarczy, że użyjemy nadwyżki energii słonecznej, dzięki czemu niemal całkowicie można wyłączyć ogrzewanie w miesiącach letnich. Aby przygotować niewielką ilość ciepłej wody, nie trzeba już włączać całego systemu grzewczego. W ten sposób nie tylko obniżamy koszty podgrzewania wody, ale także wydłużamy żywotność systemu grzewczego.

Z pomocą przychodzi tu regulator zużycia Fronius Ohmpilot, który przesyła nadmiarową ilość energii fotowoltaicznej właśnie do podgrzewania wody. Dzięki płynnej regulacji w zakresie od 0 do 9 kW, można wydajnie wykorzystywać nadmiar prądu wytworzonego z energii słonecznej i przesyłać go do odbiorników w gospodarstwie domowym. Rozwiązanie to jest stosowane przede wszystkim do inteligentnego sterowania grzałkami w zbiornikach ciepłej wody użytkowej i w zbiornikach buforowych, a także promiennikach podczerwieni.

Współpraca z pompą ciepła

Opłacalną metodą na ogrzewanie domu może być połączenie fotowoltaiki z pompą ciepła, zamiast np. decydować się na kotły na paliwa stałe i związane z tym koszty. Pompy ciepła cieszą się coraz większą popularnością, ale są to urządzenia pochłaniające spore ilości energii elektrycznej. Jak się jednak okazuje, połączenie dwóch wspomnianych wyżej technologii daje wymierny efekt w postaci nie tylko zeroemisyjnego rozwiązania do podgrzewania ciepłej wody użytkowej, ogrzewania i chłodzenia budynków, ale także zasilania pozostałych odbiorników elektrycznych.

Integrując pompę ciepła Smart Grid Ready z funkcją zarządzania energią w falownikach firmy Fronius, łatwo można zwiększyć stopień zużycia energii fotowoltaicznej w swoim domu. W tym celu łączy się falownik z pompą ciepła poprzez jej wejście logiczne "zasilania PV" lub "zasilania tanią energią". Informuje to regulator pompy ciepła, kiedy powinna ładować zasobnik, aby wykorzystać jak najwięcej nadwyżek mocy fotowoltaicznej. Falownik - na podstawie informacji o nadwyżce energii - przełącza pompę ciepła w odpowiedni tryb pracy, powodując wzrost temperatury zadanej lub wymuszenie pracy w trybie chłodzenia. Wielkość tego wzrostu jest różna w zależności od producenta.

W porównaniu do bezpośredniego sterowania pompą ciepła, przełączenie w tryb podwyższonej temperatury ma tę zaletę, że parametry sterowania pompą ciepła (minimalne czasy pracy, ustawione czasy pracy, nastawy temperatury itp.) pozostają nienaruszone, a co za tym idzie komfort użytkownika nie jest ograniczony.

Jak jeździć za darmo?

Samochody zasilane zieloną energią to aktualnie jeden z wiodących trendów na świecie i to nie tylko ze względów ekologicznych, ale również ekonomicznych, o ile oczywiście posiadamy własną instalację fotowoltaiczną. Dzięki stacji ładowania samochodów elektrycznych Fronius Wattpilot każdy właściciel "elektryka" będzie mógł zdecydować, w jaki sposób i gdzie chce ładować pojazd.

Wattpilot dostępny jest w dwóch wariantach - stacjonarnym (Home) i mobilnym (Go) - zaspokaja on praktycznie wszystkie potrzeby. W pierwszym przypadku mamy do czynienia z zamontowanym na stałe urządzeniem do ładowania o mocy 11 kW, który sprawdzi się nie tylko w domach, ale także małych firmach. W ten sposób, ze zwykłego gniazda trójfazowego powstaje inteligentna stacja ładowania do zastosowania w garażu czy podziemnym parkingu.

Druga opcja gwarantuje więcej niezależności. Wszystko dzięki mobilnemu rozwiązaniu w zakresie ładowania o mocy 11 lub 22 kW. Sprawdzi się w domu, w małych firmach i - uwaga - podczas podróży. Z racji niewielkich rozmiarów, urządzenie można zdemontować i zabrać ze sobą do bagażnika, a opcjonalny zestaw adapterów pozwoli naładować auto z każdego gniazda na trasie. Niekoniecznie musi to być instalacja, do której podłączony jest system PV. Wystarczy podłączyć się do dowolnego gniazda i zacząć ładowanie.

Wattpilot może optymalnie spożytkować nadwyżki energii z instalacji PV, a z aplikacji mobilnej można płynnie regulować moc ładowania z dokładnością do 1 A aż do maksymalnej wartości. W ten sposób możliwie najwięcej energii słonecznej trafia do samochodu elektrycznego.

Jako jeden z niewielu produktów na rynku Wattpilot może ładować napięciem jednofazowym lub trójfazowym. Oznacza to spożytkowanie całej nadwyżki energii z instalacji PV od 1,38 do 22 kW. Energia ładowania regulowana jest z dokładnością do 1 A, a przełączanie między układem jedno- i trójfazowym odbywa się automatycznie. W przeciwieństwie do typowych stacji ładowania pozwala to także uniknąć niekorzystnych skoków obciążenia.

Dodajmy, że urządzenie można uruchomić i obsługiwać za pomocą aplikacji mobilnej Solar.wattpilot, która działa na urządzeniach z systemem iOS i Android.