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».

Зображення гібридної сонячної електростанції 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.

Зображення застосування гібридної сонячної електростанції 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.

Зображення гібридної сонячної елекстростанції система з’єднання DC 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.

Зображення гібридна сонячна елекстростанція схема система з’єднання AC 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.

Зображення гібридної сонячної електростанції схема з’єднання DC&AC на сонячних батареях 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

Больше важных статей и новостей в Telegram-канале AW-Therm. Подписывайтесь!



12 комментария

  • В этой гибридной солнечной электростанции как именно инвертор решает, когда именно разряжать/заряжать аккумуляторы? Кто (что), собственно, решает задачу оптимизации? Владелец через Вай-фай или через алгоритмы от внешнего "наблюдателя" (сервисной компании)?

  • Работа гибридного инвертора настраивается при монтаже, установке солнечной станции.

    Заряд происходит при снижении напряжения на клеммах аккумулятора ниже заданного.

    Заряжаются аккумуляторы от преобразованной солнечной энергии, а, при необходимости, от внешней сети.

    Разряд аккумулятора происходит при отсутствии внешней сети и недостаточной энергии солнечного излучения.

  • В данной гибридной солнечной электростанции можно ли задавать график (кривую) домашнего потребления или выделять приоритетные потребители (холодильник, система защиты от замерзания, система питания автоматики и насосов конденсационных котлов, компьютер и прочие критичные устройства и системы), для которых всегда должно хватать напряжения и мощности?

  • Приоритетные потребители должны быть выделены при проектировании электроснабжения дома. Расчетная мощность приоритетных потребителей (с учетом пусковых токов) не должна превышать мощность гибридной солнечной электростанции.

  • Можно ли гибридной солнечной электростанции инвертор настроить на согласованный с облэнерго (или "гарантированный покупатель") почасовой график выдачи электроэнергии в сеть и осуществлять при необходимости подпитку выдачи в сеть от аккумуляторов? (Актуально в связи с Законом «Про ринок електричної енергії», предусматривающим штрафы за суточные небалансы генерации в сеть.) Как решать эту проблему?

  • У нічний час гібридний інвертор розряджає акумулятор для забезпечення навантаження." як на мене, то за сьогоднішню ціну, яку отримує постачальник електроенергії в мережу по зеленому тарифу, вигідніше власні акумулятори не витрачати..., щоб в день не заряджати, а все що панелями вироблено в мережу продавати, щоб швидше власну інвестицію - компенсувати.

  • Згоден з вами Vitalii. Якщо є можливість отримувати електроенергію з мережі, то доцільніше буде використовувати саме з мережі, а ще краще по "нічному" тарифу. Основне призначення гібридної станції - безперебійне забезпечення домогосподарства при відсутності мережі. Гібридний інвертор бере електроенергію з акумуляторних батарей тільки при відсутності мережі.

  • Доброго дня. Підкажіть, будь-ласка, скільки часу (мс, мкс) займає аварійне перемикання? Чи не зажадає цей стрибок перезапуску та перезавантаження автоматичних пристроїв в будинку?

  • Доброго дня Костянтине. Перемикання з мережі на автономне живлення та навпаки займає до 15 мс. Перезавантаження автоматичних електропристроїв будинку буде залежати від їх характеристик. До прикладу в комп'ютері допустимий час переривання живлення складає 20-40 мс.

  • Мені здається, що застосування гібридних інверторів скорочує термін повернення інвестицій в домашню сонячну електростанцію по зеленому тарифу? Чи я помиляюсь?

  • Гібридні Інвертори призначені в першу чергу для забезпечення автономного електроживлення будинку під час відсутності електроенергії з мережі. Якщо мати за мету швидке повернення інвестицій, то краще вибрати мережеву сонячну станцію максимально дозволеної потужності (30 кВт по інвертору).

  • Гібридні інвертори дуже часто ламаються.
    Набагато вигідніше встановити мережеву СЕС+потужний безперебійник. Це, по-перше, надійніше, по-друге, дешевше, по-третє, більш економічно вигідно, адже безперебійник заряджає акумулятори енергією з мережі, яка є дешевшою за ту, що виробляють панелі і їх можна продати державі.

Оставьте комментарий

Telegram