Схеми поєднання автономної та мережевої сонячних електростанцій

В. Кондратюк

Як поєднати переваги автономної та мережевої сонячних станцій? Яким чином оптимізувати потоки електрики від різних джерел? Вирішити ці питання можна завдяки гібридним сонячним інверторам

Гібридна сонячна електростанція поєднує в собі мережну та автономну системи електропостачання. Мережева сонячна станція – це технологія безпосереднього перетворення сонячного випромінювання в електроенергію для використання її споживачами та продажу надлишків у мережу загального користування за «зеленим» тарифом. Вона влаштована так, аби віддавати максимум енергії назовні. Автономна сонячна станція живить споживача та накопичує енергію в акумуляторних батареях.

Згодом її можна використовувати при відсутності постачання струму із зовнішньої електромережі. В обох типах станцій вироблений сонячними панелями постійний струм за допомогою інвертора перетворюється у змінний струм з напругою 230/380 В. Але яким чином поєднати можливості максимально заробляти за «зеленим» тарифом та мати всі переваги автономного енергозабезпечення, не залежати від аварій і перебоїв у зовнішній мережі?

Для цього використовуються так звані гібридні системи. Наприклад, гібридний інвертор TB5200TH (рис. 1) з контролером зарядження/розрядження батарей EMS. Це рішення на українському ринку пропонує компанія ТОВ «Екотехнік Україна».

Рис. 1. Зовнішній вигляд гібридного інвертора TB5200TH та літійонні акумулятори

Це більше, ніж звичайний інвертор. Це – глибоко інтелектуальна система, що розподіляє енергію у мережі, а також направляє її надлишок на накопичення у локальному «енергосховищі», аби в подальшому використати її незалежно від стану зовнішньої мережі.

Найкраще поєднання

Система дозволяє повністю керувати загальною та внутрішньою енергією локальної мережі, а також встановлювати пріоритет резервування у батареях за потребою користувача.

Схема рішення включає в себе три основних частини: гібридний інвертор (із вбудованим EMS), літійонні акумулятори та інтелектуальний лічильник (рис. 2).

Розглянемо складові гібридної сонячної елекростанції окремо. Серцем її є гібридний інвертор TB5200TH. Він перетворює постійний струм, вироблений PV-модулями (PV – скорочено від «photovoltaic», тобто «фотоелектричний»), на змінний струм. Протягом світлового дня потужність сонячних модулів спершу використовуватиметься на побутові потреби, потім надлишок заряджатиме акумулятори для наступного використання. Будь-яка подальша надмірна потужність PV-модулів буде подана в загальнодоступну мережу.

Рис. 2. Гібридна сонячна електростанція, схема TB5200TH

У нічний час гібридний інвертор розряджає акумулятор для забезпечення навантаження. Акумуляторні батареї зберігають енергію, перероблену інвертором. Потужність кожного акумулятора становить 3 кВт. Проте цей показник можна збільшити, додавши більше модулів (у стандартному варіанті застосовується два модулі).Двосторонній інтелектуальний лічильник використовується для збору даних та зв'язку. За його показниками інвертор вирішує, коли потрібно заряджати/розряджати акумуляторні батареї. Аварійне перемикання на резервне живлення від акумуляторної батареї при вимкненні зовнішнього живлення дозволяє працювати на сонячній енергії, що була накопичена раніше.

Покращена широкодіапазонна мережа MPPT (відстеження точки оптимальної потужності) дозволяє гнучко розподіляти енергопотоки по двох напрямках і накопичувати більші обсяги сонячної енергії, не зменшуючи ефективності роботи станції назовні.

Гібридна сонячна електростанція, схеми підключення

Три основні частини з'єднані, як показано на рис. 3 – 5, що дозволяє оптимізувати самостійне використання сонячної енергії та реалізувати пік розподілу. Користувач може особисто вибрати режим підключення.

Рис. 3. Система з’єднання DC

Сучасні можливості

Вбудований Wi-Fi-передавач і можливість кабельного підключення інвертора до мережі Інтернет дають змогу здійснювати віддалений моніторинг та керування пристроєм. Такі комунікаційні особливості дають змогу вчасно реагувати на запити споживача та відстежувати несправності. Можна в кожну мить знати про стан заряду та автономні резерви PV-установки.

Рис. 4. Система з’єднання AC

Саме підключення відбувається за принципом Plug&Play, пристрій має відповідні налаштування.

Оптимальне енергозбереження

Гібридний інвертор відслідковує потоки власного споживання і віддачу (продаж) енергії у зовнішню мережу та скеровує надлишок, отриманий від сонячних панелей, на зберігання, аби завжди мати запас енергії для автономної роботи. При цьому інвертор оптимізує потоки, що дозволяє досягти високої ефективності «збирання» сонячної енергії без зайвих втрат. Енергія зберігається в акумуляторах і може миттєво використовуватись для підтримки автономної роботи в разі аварії у зовнішній мережі або за бажанням.

Максимальна вигода

Встановлення сонячної електростанції потужністю до 30 кВт на власній ділянці або на даху будинку завдяки «зеленому» тарифу стало окремим привабливим видом приватного бізнесу з умовами, гарантованими державою до 2030 р. Аби швидше окупити інвестовані кошти треба максимізувати віддачу в мережу, проте завжди є надлишки генерації, які можна споживати на власні потреби, а також накопичити та використовувати як джерело автономного або резервного живлення. Такий підхід зменшує споживання (тобто придбання) електрики із зовнішньої мережі, отже максимізує прибуток від власної генерації. Саме гібридні інвертори надають змогу оптимально поєднати переваги підключення PV-установки до мережі та зручність автономної системи, що працює на сонячній енергії.

Рис. 5. Система з’єднання DC&AC

Подібні та інші оптимальні рішення пропонує ТОВ «Екотехнік Україна», яке має значний досвід у будівництві сонячних електростанцій для домогосподарств. Тільки за останній рік компанією споруджено та введено в експлуатацію більше ніж 70 домашніх станцій загальною потужністю 1,3 МВт. Сьогодні їхні власники отримують стабільний прибуток завдяки енергії Сонця. Компанія «Екотехнік Україна» пропонує своїм клієнтам:

• професійні консультації з широкого кола питань у сфері сонячної енергетики та її використання для енергопостачання будинку;
• вибір оптимального рішення в кожному конкретному випадку;
• створення проекту та виконання повного циклу будівництва сонячних електростанцій;
• сприяння у питаннях оформлення «зеленого» тарифу для продажу чистої сонячної електроенергії в загальну мережу.

Долучайтеся до сучасних рішень!

ТОВ «Екотехнік Україна»
м. Київ, вул. Микільсько-Слобідська, 2-Б, офіс 281
Тел.: +38 (094) 823-73-34, +38 (067) 223-43-79
http://ekotechnik.in.ua

Відео. Реалізовані об'єкти сонячних електростанцій в Україні

Більше важливих статей і новин в Telegram-каналі та корисні відео на Youtube-каналі та у TikTok.  Долучайтесь!

Переглянуто: 14 237