Julien ALLERA, strokovnjak za sončno avtonomijo.
V tem priročniku o solarni avtonomiji bomo razpravljali o glavnih načelih. Lsončna avtonomija zunaj omrežja) pomeni pokrivanje vseh vaših potreb po energiji z močjo sonca — brez pomoči električnega omrežja. Da bi to dosegli, je treba namestiti solarno napravo, povezano s sistemom za shranjevanje energije. Uporaba sončnih baterij je zato nujna.
Nekoč je veljala za obrobno idejo zaradi velikih in odvračilnih stroškov, medtem ko je namestitev sončnega sistema zunaj omrežja postala priljubljena. Napredek solarne tehnologije v zadnjem desetletju je naredil sončno opremo učinkovitejšo in cenejšo. To je vodilo v demokratizacijo tovrstnih rešitev. . Zdaj je povsem običajno videti, na primer, podeželske koče ali celo alternativne habitate (jurta, majhna hiša), ki jih v celoti napajajo izvenomrežni solarni avtonomni sistemi.
Če vas ideja o nakupu samostojnega solarnega sistema zunaj omrežja privlači, ste prišli na pravo mesto. V tem spletnem dnevniku vam bomo ponudili bistvene informacije o sistemih za samooskrbo s sončno energijo zunaj omrežja, preden opravite nakup. Pomagali vam bomo ugotoviti, ali je tak sistem primeren za vaše potrebe. Poskušali vas bomo usmeriti, kako izbrati sistem, ki bo popolnoma ustrezal vašim zahtevam.
Ko govorimo o avtonomiji zunaj omrežja, mnogi pomislijo le na sončne kolektorje, v resnici pa so potrebne številne druge komponente, da lahko fotovoltaični sistem brez omrežja začne delovati.
Popoln solarni sistem zunaj omrežja ima vso potrebno opremo za ustvarjanje, shranjevanje in dostavo sončne energije na kraju samem. Ti sistemi, ki delujejo brez povezave z EDF, so znani tudi kot »avtonomni solarni sistemi« ali ssolarni sistemi izven omrežja.
Za razliko od drugih solarnih nastavitev, kot je pogostejši sončni sistem, vezan na omrežje, se sistemi za samooskrbo s sončno energijo zunaj omrežja zanašajo na baterije, ki zagotavljajo energijo v odsotnosti sončne svetlobe.
Vendar pa baterije ostajajo drage - veliko bolj kot sončne celice, s katerimi so povezane. Zaradi potrebe po velikem shranjevanju baterij so ti sistemi veliko dražji od solarnih sistemov, povezanih z omrežjem.
Ena največjih prednosti sonca kot vira energije je njegova modularnost. Prav zares, sistem SUNCONNECT 3K-RS na primer se lahko modulira glede moči in zmogljivosti z naknadnim dodajanjem na primer baterij in/ali plošč:
Tukaj je nekaj najpogostejših aplikacij solarne avtonomije zunaj omrežja:
Pomembno je vedeti, da sončni sistem, ki ni priključen na omrežje, včasih ne bo ekonomsko pomemben. Na primer, kjer je mogoče upoštevati dostop do energije iz omrežja EDF. To zadeva situacije, ko želimo na primer napajati hišo v urbanem okolju. V tem primeru bo primernejši hibridni solarni komplet, ki vam bo omogočil maksimalno povečanje lastne porabe. Poleg tega boste imeli energetsko samozadostnost v primeru izpada elektrike. Toda večino časa so stroški povezave ENEDIS za domove, ki so daleč od omrežij, pretirani in več kot upravičujejo naložbo v avtonomno sončno energijo!
Exemple (kliknite na to povezavo za dostop do spletnega excel kalkulatorja) :
Najpomembnejši element pri načrtovanju solarnega sistema zunaj omrežja je ocena dnevne potrebne energije v kWh. Za mesta, povezana z omrežjem, je mogoče natančne podatke o profilu obremenitve pridobiti z uporabo merilnikov za neposredno merjenje obremenitev. Za sisteme zunaj omrežja ali samostojne sisteme vedno začnite z uporabo našega kalkulatorja obremenitve zunaj omrežja za poletne in zimske potrebe. Tabela obremenitev bo tudi pomagala izračunati konične obremenitve, faktorje moči in največje povpraševanje, potrebno za dimenzioniranje ustreznega sistema. Bodite pozorni na razlikovanje med pojmi kW (moč) in kWh (energija)!
Kapaciteta baterije se meri v Ah ali Wh. THE Nikelj-železne baterije so dimenzionirani v Ah (za pridobitev kapacitete v KwH morate kapaciteto v Ah pomnožiti z napetostjo, npr. 200Ahx48V = 9.6 kWh nazivne energije), medtem ko je kapaciteta akumulatorjev litij se meri v kWh. Upoštevati je treba vse faktorje izgube, da zagotovimo, da velikost baterije zadostuje za izpolnjevanje obremenitev, vključno z največja dovoljena globina praznjenja (DoD), kar bo vplivalo tudi na življenjsko dobo. Upoštevajte tudi vrsto in kemijo baterije, razpon napetosti baterije, minimalni čas delovanja v dneh (neprekinjeni dnevi brez sončne svetlobe) in največjo stopnjo napolnjenosti baterije (ocena C), kot je podrobneje razloženo kasneje.
Za polnjenje akumulatorja ob napajanju bremen je potrebna pravilno dimenzionirana solarna instalacija. Da zagotovite, da je solarna instalacija dovolj velika, upoštevajte lokalne razmere, vključno s povprečnim sončnim obsevanjem skozi vse leto (najvišje ure sončne svetlobe), težave s senčenjem, orientacijo in kot nagiba plošče, izgube kablov in toplotno degradacijo (faktorji izgube). Orodje za sončno načrtovanje PVGIS lahko pomaga oceniti sončno proizvodnjo skozi vse leto na podlagi orientacije in lokacije panelov.
Ko naredite korake od 1 do 3, morate izbrati ustrezen inverterski polnilnik in MPPT solarni krmilnik polnjenja, ki bo ustrezal solarni napeljavi glede na dolžino panelov in nizov, kar bo določilo napetostne verige. Za oceno uporabite kalkulator napetosti verige maksimalne in minimalne napetosti verige, kar vam bo pomagalo pri izbiri najprimernejšega MPPT polnilca (v tem primeru sem uporabil primer Victron MPPT kalkulatorja). Nato lahko pretvornik-polnilnik baterij izberete tako, da ustreza vašim potrebam po neprekinjeni in največji obremenitvi.
Nasproti, izvleček iz armaturne plošče sistema Nadzor Victron VRM. Tam lahko spremljamo podrobne parametre, kot so napetost baterije, stanje napolnjenosti, moči in različne napetosti, vse v realnem času.
V preteklosti je bila večina baterijskih pretvornikov zasnovana za delo s široko dostopnimi svinčeno-kislinskimi baterijami (Gel, AGM in OpZ). Svinčevi akumulatorji so večji, težji in lahko oddajajo pline, ki zahtevajo prezračevanje. Imajo omejeno življenjsko dobo in ne dopuščajo nobene zlorabe ali napak pri ravnanju (globoko praznjenje, temperature, sulfatizacija itd.). Za primerjavo so litij-ionske baterije lažje, kompaktnejše, učinkovitejše in jih je mogoče varno shraniti v zaprtem ohišju, hkrati pa so modularne. Številni sistemi litijevih baterij, kot so tisti iz BYD, Pylontech oz TESVOLT, imajo integrirane enote za upravljanje baterij (BMS), ki za varno in učinkovito delovanje potrebujejo pretvornik z združljivimi komunikacijami (omrežni protokol CANbus). Moramo se zmeniti več sto litijevih baterij, nameščenih na izoliranih mestih z odličnimi povratnimi informacijami in anedoktičnimi stopnjami napak (približno 1 %).
Kar zadeva sistem upravljanja BMS, so nekatere litijeve baterije samoupravljive, na primer litij-titanatne baterije Zenaji Aeon.
Za sisteme zunaj omrežja, Nikelj-železove Edisonove baterije so odlična izbira, glede na njihovo robustnost in toleranco na zlorabe (dolgotrajna globoka praznjenja, temperature itd.). Njihova življenjska doba je več desetletij, če so pravilno dimenzionirani in upravljani. Ena največjih prednosti NiFe baterij je, da se ne izklopijo pri nizki napetosti ali nizkem stanju napolnjenosti (SOC), za razliko od sodobnih litijevih baterij. Po drugi strani, zahtevajo redno vzdrževanje (četrtletno dolivanje demineralizirane vode).