Забезпечення ГВП за допомогою регуляторів споживання енергії у сонячній електростанції

О. Омельченко

В останні роки через низку причин дуже популярними в Україні стали системи з виробництва та використання сонячної електроенергії. Основна проблема при їх експлуатації – нерівномірність навантаження, пов'язана з погодними факторами. Підлаштовуватися під них побутовим водонагрівачам з успіхом допомагають відповідні пристрої - регулятори споживання

Зобзраження підключеного водонагрівача від сонячної електростанції Українська компанія «Атмосфера» пропонує ряд пристроїв, що підключаються до побутових електричних водонагрівачів, які працюють в системі гарячого водопостачання (ГВП) від сонячних електростанцій. Завдяки їм забезпечується постійний нагрів з оптимальним використанням електроенергії.

Пристрої регулюють напругу, а отже й режим роботи трубчастих електронагрівальних елементів (ТЕНів) у водонагрівачах. За несприятливих погодних умов регулятор переключається на зовнішнє джерело живлення. Таким чином забезпечується стабільне безперебійне гаряче водопостачання. Надлишки електроенергії можна спрямовувати на резервні водонагрівачі, накопичення в акумуляторних батареях.

Системи сонячних елекстростанцій для нагріву води сумісні з будь-якими накопичувальними баками та ТЕНами. Вони забезпечують автономність, зручні в експлуатації та обслуговуванні. Сучасні автоматизовані засоби керування надають можливість програмування режимів роботи та віддаленого керування через Інтернет. Таким чином, контроль та регулювання системою ГВП у будь-який час доступні зі смартфона.

Простота схеми встановлення та її параметри дають можливість використовувати енергію сонця не тільки у приватних будинках, але і в квартирах багатоповерхівок.

Регулятор Solar Kerberos

DC/DC-конвертери Solar Kerberos (рис. 1) сумісні з побутовими приладами для нагрівання води, що допускають встановлення ТЕНа (потужністю 2 – 2,5 кВт) і датчика температури.

Изображение конвертер для підключення фотопанелей та водонагрівача Рис. 1. Конвертер Solar Kerberos

Кольоровий сенсорний дисплей дозволяє налаштовувати необхідні режими та контролювати споживання електроенергії. Інформація доступна як в реальному часі, так і у вигляді графіків. Останній дозволяє вивчати статистику продуктивності, споживання та ефективності системи в різні періоди.

Пропонуються дві різних за потужністю моделі установок: 315.B/C/H і 320.B/H. Вони, відповідно, розраховані на експлуатацію з водонагрівачами ємністю 50–150 і 150–200 л. Цього цілком достатньо для ГВП будинків з проживанням 1–3 або 3–4 осіб. У системах застосовуються фотомодулі потужністю 260 Вт (шість або вісім штук) із загальною площею поверхні 9,9 або 13,2 м2.

Максимальний струм: вхідний – 13 А, вихідний – 9 А. Вхідна змінна напруга – 230 В, з частотою 50 Гц. Діапазон регулювання температури води: від 10 до 80°С. Розміри пристрою – 395 х 322 х 105 мм. Вага – 6100 г.

На рис. 2 показано кілька варіантів конфігурацій системи із застосуванням конвертера Solar Kerberos – з одним (варіант В) чи двома (Н) водонагрівачами, а також із зарядженням акумулятора безперебійного живлення при наявності надлишків енергії (С).

Зображення схеми підключення сонячної елекстростанції для ГВП Рис. 2. Схеми застосування пристрою Solar Kerberos

Регулятор Nectar Sun

Зображення регулятора та водонагрівачаРегулятор споживання Nectar Sun (рис. 3) – це компактне (150 х 150 х 83 мм; вага – 1 кг) і просте рішення для підключення побутових водонагрівачів з потужністю ТЕНів до 2,5 кВт до сонячних електростанцій для будинку. Об’єм баків – до 200 л. Пристрій приєднується без зміни існуючої електричної проводки – за допомогою вилки і розетки (рис. 4).

Крім того, є виходи для підключення фотомодулів і датчика температури нагріву води. Передбачений захист від перенапруги і надлишкового струму.

Варто відзначити, що простота підключення і використання дещо обмежує функціональність регулятора: Nectar Sun не може працювати за відсутності мережі змінного струму на відміну від попереднього конвертера Solar Kerberos.

Регулятор споживання здатний забезпечити до 70% потреби в електроенергії для ГВП. В автоматичному режимі він підтримує температуру води відповідно до встановленої споживачем денної/нічної температури. Є режим «відпустка» (підтримує температуру води на рівні не менше ніж 10°С) і посиленого нагріву (до 66°С) для досягнення антибактеріального ефекту, а також використання тільки сонячної енергії (максимальна температура – 75°С). За допомогою таймера можна встановити початок та завершення роботи.

Можливе підключення до мережі Wi-Fi для дистанційного бездротового контролю параметрів та керування зі смартфона. Для цього потрібно завантажити безкоштовний мобільний додаток Nectar Sun з сайта Play Market або App Store, зареєструватися та виконати нескладні операції з налаштування.

При цьому система буде відображати поточну температуру води, споживання сонячної енергії та енергії з мережі, потужність фотомодулів.

Діапазон напруги: 110 – 240 В, частота – 50 Гц. Максимальний струм на вході – 9 А, на виході – 16 А. Рекомендована максимальна потужність сонячних панелей: 1,5–2,2 кВт. Клас захисту корпусу регулятора – IP20.

Пристрій Fronius Ohmpilot

Пристрій Fronius Ohmpilot (рис. 5) потужніший за наведені вище аналоги. Він регулює споживання електроенергії водонагрівачем в діапазоні від 0 до 9 кВт. Проте треба відзначити, що цей пристрій не працює сам по собі, на відміну від перших двох (Solar Kerberos та Nectar Sun), а тільки разом з мережевим інвертором Fronius як доповненням до сонячної електростанції. Це принципова відмінність зазначеного рішення від наведених вище в цій статті.

Відео. Регулятор споживання Fronius Ohmpilot

З іншого боку, за допомогою регулятора можна реалізувати проект для 100% забезпечення заміського житлового котеджу електроенергією, генерованою сонячною елекстростанціїю. Для вирішення цього завдання передбачено застосування електростанції у комплекті з інвертором Fronius та системою керування Smart Meter (рис. 6). При цьому в момент, коли потужність сонячного випромінювання перевищує споживання в будинку, система керування інформує про те, що може з‘явитися перетік у мережу. Замість зниження потужності інвертора подається команда на Fronius Ohmpilot, який регулює потужність ТЕНа відповідно до надлишку. Після нагрівання бака ГВП програмоване реле перемикається на альтернативне навантаження.

Зображення схеми застосування Fronius OhmpilotРис. 6. Схема підключення регулятора споживання Fronius Ohmpilot

При цьому передбачені три різних варіанти організації системи керування, в тому числі віддаленого, за допомогою мережі Інтернет (WLAN). Серед інших каналів зв'язку: Modbus RTU (через RS 485), LAN (Ethernet). Інтерфейс системи керування передбачає широкі можливості налаштування, зокрема програмування режимів роботи за часом.

Однією з важливих функцій пристрою є профілактика розмноження небезпечних для організму людини бактерій роду Легіонела (Legionella pneumophila). Активацію режиму можна запрограмувати в системі керування на певні необхідні періоди часу.

Можливе комбінування системи з іншими джерелами тепла, наприклад, газовими котлами або тепловими насосами.

Регулятор споживання може працювати в одно- та три-фазному режимах. Максимальний струм: вхідний – 1 х 16/3 х 16 A; вихідний – 1 х 13/3 х 13 A. Напруга – 230/400 В. Максимальна вихідна потужність – 3/9 кВт. Габарити (В х Ш х Г) – 350 х 280 х 110 мм. Вага – 3,9 кг. Клас захисту – IP54.

Компанія «Атмосфера»
02096, Україна, м. Київ, вул. Сімферопольська, 13-А
Тел.: +38 044 545-71-04.
www.atmosfera.ua

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



Оставьте комментарий

Telegram