PV_1_21

Welcome to interactive presentation, created with Publuu. Enjoy the reading!

Made with Publuu.com

magazyn fotowoltaika 1/2021

przegląd produktów – falowniki

Falowniki PV – nowe funkcje użytkowe

Podstawowym zadaniem falownika fotowoltaicznego jest przekształcanie energii elektrycznej z postaci prądu

stałego na prąd przemienny o parametrach sieci energetycznej niskiego napięcia. Wysoka sprawność konwersji

DC/AC w najbezpieczniejszy i bezawaryjny sposób to zarówno dla prosumentów, jak i użytkowników większych

systemów fotowoltaicznych niezmiennie priorytetowa cecha wybieranych urządzeń. Dopełnieniem funkcjonal-

nym nowoczesnych konstrukcji falowników są ich możliwości zarządcze w zakresie sterowania energią produ-

kowaną i konsumowaną oraz monitorujące i kontrolne w zakresie prawidłowej pracy systemu.

rzyglądając się trendom rozwojowym konstrukcji falowni-

ków fotowoltaicznych oraz ich ofercie, należy odnotować coraz

większą podaż urządzeń posiadających możliwość współpracy

z dedykowanymi magazynami energii (akumulatorami). Tradycyj-

nie hybryda w szeroko rozumianym zakresie odnawialnych źródeł

energii (OZE) odnosi się do dwóch źródeł wytwarzania energii,

takich jak wiatr i energia słoneczna. W przypadku falowników PV

terminem „hybrydowy” określa się ich zdolność zamiany prądu sta-

łego na prąd przemienny z generatora fotowoltaicznego (modułów)

i jednocześnie dwukierunkowej zamiany prądu DC/AC w celu

magazynowania i wykorzystywania energii elektrycznej przez

odbiorniki obiektowe. Dlatego określenie „hybrydowy” jedno-

znacznie determinuje możliwość pracy falownika na rzecz magazy-

nowania energii wyprodukowanej przez instalację fotowoltaiczną.

Niewątpliwie, hybrydowe falowniki PV przyczyniły się do

powstania trzeciego typu instalacji fotowoltaicznych. Hybrydowe

instalacje fotowoltaiczne łączą cechy systemów podłączonych do sieci

elektroenergetycznej (ang. on grid) z możliwościami instalacji wyspo-

wych (autonomicznych, ang. off grid), niepodłączonych do sieci elek-

troenergetycznej. Z kolei falowniki hybrydowe posiadają funkcjonal-

ność zarówno falowników sieciowych, jak i wyspowych. W niniej-

szej publikacji autor pomija zagadnienia związane z przygotowaniem

wewnętrznej instalacji elektrycznej do pracy z hybrydową instalacją

fotowoltaiczną. Kwestia niezwykle ważna, jaką jest separacja galwa-

niczna wewnętrznej sieci obiektu z siecią publiczną w momentach

zmiany trybu pracy (on grid – off grid), wykracza poza prezentowaną

tutaj tematykę, jednak koniecznie należy o niej wspomnieć.

Za sprawą falownika hybrydowego instalacja fotowoltaiczna

jest podłączona do sieci elektroenergetycznej (publicznej). Przeka-

zuje do niej nadmiar wyprodukowanej energii elektrycznej, niezu-

żytej przez infrastrukturę odbiorników obiektu (autokonsumpcja).

W takiej instalacji falownik hybrydowy w przypadku braku bądź nie-

doboru energii elektrycznej pochodzącej z generatora PV ładuje aku-

mulatory prądem pochodzącym z sieci. W przypadku braku zasila-

nia obiektu z sieci publicznej instalacja fotowoltaiczna (hybrydowa)

za sprawą hybrydowego falownika przejmuje rolę jedynego źródła,

dostarczając energię elektryczną do wewnętrznej instalacji budynku.

Falownik hybrydowy, dysponując energią elektryczną z gene-

ratora PV, dostarcza ją do odbiorników lub ładuje magazyn ener-

gii, a w przypadku braku energii z generatora PV dysponuje ener-

gią zgromadzoną w akumulatorach. W zależności od potrzeb użyt-

kowników, ich priorytetów i dyspozycji czasowych istnieje możli-

wość zaprogramowania wielu trybów pracy.

Kiedy warto rozważyć zakup hybrydy?

Wybór falownika hybrydowego potencjalnie rozszerza funk-

cjonalność instalacji fotowoltaicznej. Planując budowę własnej

elektrowni słonecznej, warto zastanowić się nad zastosowaniem

hybrydy, nawet gdy nie inwestujemy w trakcie realizacji w magazyny

energii, ponieważ dodanie ich będzie możliwe w późniejszym czasie.

Najnowocześniejsze urządzenia czołowych producentów falow-

ników fotowoltaicznych posiadają funkcje pracy hybrydowej ze zin-

tegrowanym zasilaniem rezerwowym, dzięki którym obsługują

magazyny energii i zarządzają nimi. Systemy z falownikami hybry-

dowymi posiadają pełną funkcjonalność zarówno systemów pod-

łączonych do sieci (on grid), jak i systemów wyspowych (of grid).

Pierwszą, niewątpliwie podstawową korzyścią z posiadania

hybrydowego falownika fotowoltaicznego wraz z magazynem

energii jest niezależność energetyczna w przypadku awarii sieci.

Zdarzają się one najczęściej w ekstremalnych warunkach pogo-

dowych, zimą, kiedy dochodzi do zerwania trakcji, lub latem,

gdy system energetyczny jest przeciążony, a więc wtedy, gdy brak

energii elektrycznej jest najbardziej odczuwalny. Także niewielkie

zakłady rzemieślnicze i usługowe oraz inne obiekty i użytkownicy,

dla których ciągłość dostaw energii jest priorytetowa, mogą sko-

rzystać z tego typu rozwiązania. Nie sposób pominąć w tym miej-

scu sytuacji pandemicznej, bowiem radykalnie zmienia ona prio-

rytety w zakresie zabezpieczenia naszych podstawowych potrzeb,

do których zaliczamy dostęp do energii elektrycznej. Rozmro-

żona zamrażarka, niedziałająca lodówka, pralka i inne urządze-

nia gospodarstwa domowego, brak ogrzewania, nie wspominając

o braku możliwości naładowania smartfona, niedziałający kom-

puter, telewizor bądź elementy inteligentnego domu niedziała-

jące przez wiele dni – to scenariusz, o którym do niedawna jeszcze

rzadko myśleliśmy. Inną realną przyczyną przerw w dostawach

energii mogą być ingerencje zakładów energetycznych, operato-

rów sieci, którzy ze względów technicznych okresowo wstrzymują

dostawy. Cena za bezpieczeństwo zapewnienia dostaw energii

elektrycznej w tym kontekście zdarzeń jest trudna oszacowania.

Drugą wymierną korzyścią pracy systemu fotowoltaicznego

w trybie hybrydowym wyposażonego w akumulatory jest znaczne

zwiększenie autokonsumpcji energii elektrycznej. To z kolei prze-

łoży się na zmniejszenie ilości energii oddawanej do sieci i pobie-

ranej z sieci. Falownik hybrydowy nie czeka, aż zabraknie zasilania

w sieci publicznej. Pracując w trybie sieciowym (on grid), może

aktywnie wykorzystywać zasoby energii zgromadzone w akumu-

latorach. W zależności od ustawień, jakich dokonamy, pojemno-

ści posiadanego magazynu energii oraz preferencji użytkownika

wybieramy optymalną konfigurację.

Przykładowym ustawieniem kolejności trybów pracy zada-

nych falownikowi H dla typowego gospodarstwa domowego

mogą być następujące priorytety:

––

Zasilanie odbiorników i sprzętów domowych energią z gene-

ratora PV.

Mirosław Grabania

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52