Принцип работы и этапы установки гибридной солнечной электростанции
на базе оборудования Victron Energy
08.12.2021Рубрика: Статьи
Быть полностью автономным или хотя бы более энергонезависимым мечта каждого жителя Украины. Такая потребность появляется у людей в связи с постоянными подорожаниями стоимости тарифа за электроэнергию у коммерческих объектов, частыми перебоями на линии электропередач, плохим автоматным оборудованием или просто напросто устаревшими подстанциями. Прийти к решению быть частично энергонезависимым позволяют солнечные электростанции, а если комбинировать их с генераторами, можно сделать свой дом полностью автономным, конечно стоимость 1 кВт на генераторе выходит в несколько раз дороже нашего стандартного тарифа, плюс также затраты на техническое обслуживание хотя бы один раз в год, но хочется повторится, что Вы становитесь полностью энергонезависимым. Конечно, такая модель не очень подойдет для среднестатистического украинца, т.к. первоначальные затраты составляют довольно значительную сумму. Но даже при такой модели есть возможность строить такую частную электростанцию постепенно, тем самым разбивать суммы платежей для строительства своего независимого будущего. Выбрать и заказать для своего дома автономную солнечную электростанцию вы можете на нашем сайте, а мы продолжим и поговорим про шаги строительства. А также расскажем на каком оборудовании и какого производителя осуществляет монтаж наша компания.
Этап первый – сетевая солнечная электростанция
Первое с чего было бы правильно начать строительство это с монтажа “сетевой” части Вашей будущей электростанции. Несколько слов касательно того, что такое сетевая солнечная электростанция. Сетевая СЭС работает исключительно с внешними электросетями, но не стоит сразу пугаться, дальше мы будем применять модель, в которой ей не понадобиться городская сеть, но об этом немного позже. Такие станции в основном используются для продажи электроэнергии по Зеленому тарифу или “под собственное потребление”. Сетевые СЭС на порядок дешевле т.к. к ним нет возможности подключения аккумуляторных батарей. Таким образом из оборудования — это только инвертор и солнечные панели. Модель работы следующая, всю сгенерированную энергию от солнечных панелей инвертор отправляет на все Ваши нагрузки, которые активны в данный момент времени, в случае если будет излишек энергии инвертор отправит (продаст) ее в сеть по Зеленому тарифу. Если энергии от солнечных панелей недостаточно, инвертор доберет необходимое количество кВт от сети. Если же нет возможности подключить Зеленый тариф, как правило это дома которые находятся в садовых товариществах или дачных кооперативах, тут можно применить другой режим использования - “под собственное потребление”. В этом режиме излишки продаваться не будут, они будут “обрезаться” счетчиком. Данные счетчики выпускаются производителем инверторного оборудования, на котором Вы остановили свой выбор, таким образом в подборе счетчика проблем не будет.
На данном этапе очень важно понимать, будете ли Вы дальше продолжать модернизацию солнечной электростанции до гибридной, т.к. от этого зависит выбор оборудования. Например, сетевые станции наша компания строит на нескольких типов инверторах, а именно компании Fronius International, SolarEdge Technologies и Huawei Technologies Co, а автономные СЭС исключительно на оборудовании Victron Energy. И вот возвращаемся к тому, почему сразу важно понимать будущий потенциал Вашей станции, т.к. у компаний Fronius и SolarEdge реализован общий протокол передачи данных с компанией Victron Energy, что исключает какие-то несогласования в работе гибридной СЭС в будущем.
Этап второй – автономная солнечная электростанция
Второй этап строительства - автономная часть солнечной электростанции. Как мы описали выше, данный этап мы исполняем на базе оборудования Victron Energy. Несколько слов о компании, принципе работы и компонентах данной части СЭС. Victron Energy - нидерландская компания с многолетним опытом в строительстве источников питания. Компания начинала свой путь в сфере источников питания для водного транспорта, а это согласитесь очень ответственная сфера, т.к. находясь в море очень небезопасно остаться без электропитания, тем более, когда все системы навигации в наше время работают от электрики. Таким образом инженеры компании Victron Energy достаточно ответственно подходили к своей работе. Такой же принцип компания сохранила и в наше время. Позже Victron расширили сферу своего продукта как на частные домохозяйства, так и на промышленные объекты.
Принцип работы следующий. Автономные СЭС всю сгенерированную энергию отправляют не только на Ваши нагрузки, но и параллельно заряжают аккумуляторные батареи для того, чтобы в момент отключения электросети вы могли какое-то время быть автономными. Для работы этих инверторов наличие внешней сети не обязательно, питание инвертора происходит за счет аккумуляторов. Victron отличное оборудование в плане настроек, Вы можете выставлять уровень заряда АКБ, который постоянно необходимо поддерживать, и программируете таким образом, чтобы, аккумуляторы не разряжались на 100% или около того, т.к. это влияет и на срок службы АКБ и на их производительность.
Увеличение выходной мощности за счет аккумуляторов и инверторов Victron
Еще один огромный плюс данных инверторов - способность увеличить мощность фазы за счет аккумуляторов. Например, мгновенная нагрузка на объекте 8 кВт, а сетевое подключение в Вашем доме составляет 5 кВт, инвертор это видит и из массива АКБ начинает вытягивать дополнительно еще 3 кВт. Это очень полезная функция, потому что в момент запуска каких-то высокомощных нагрузок их пиковое (стартовое) потребление может увеличиваться в несколько раз. Так, к примеру, скважинный насос с рабочей мощностью 1,5 кВт в пике может потреблять до 3 кВт. Время работы при повышении выходной мощности зависит от объема подключённых аккумуляторов.
Мы привели в пример всего лишь несколько полезных функций, на самом деле их достаточно много и эта тема заслуживает отдельной статьи, поэтому, не имеет смысла сейчас все это описывать.
Компоненты автономной солнечной электростанции Victron
Схема подключения солнечной станции на базе оборудования Victron Energy отличается аналогичных решений других компаний. Главным отличием является контроллер заряда, MPPT и системный контроллер, которые не встроены в сам инвертор, а являются отдельными комплектующими.
- Инвертор - преобразователь постоянного напряжения от солнечных панелей и массива АКБ в переменное, которое используется у нас в домах и квартирах (220 В);
- Солнечные панели - набор полупроводниковых устройств, преобразующих солнечную энергию в постоянный электрический ток;
- Контроллер заряда - поиск и отслеживание точки максимальной мощности массива солнечных батарей, а также управление зарядом АКБ;
- АКБ - массив аккумуляторных батарей, которые обеспечивают Ваш дом в темное время суток, в дни со слабой солнечной активностью или при отключении сети;
- Системный контроллер - управление станцией (мозги).
Несколько слов про компании которым мы отдаем свое предпочтение
Инвертор как Вы поняли - Victron Energy. Солнечные панели - производители из списка TIER1 (список топовых производителей по версии Bloomberg). Контроллер заряда - Victron, линейка Smart Solar. Литий-ионные аккумуляторы – Pylontech или BYD. Системный контроллер - Victron, устройства Cerbo GX или Venus GX. Данное оборудование зарекомендовало себя наилучшим образом исходя из опыта наших специалистов, которые на протяжении 7 лет занимались установкой таких СЭС.
Объединение сетевой и автономной солнечной электростанции в гибридную
С сетевой и автономными частями мы разобрались и следующий вопрос это коллаборация сетевой и автономной части. И тут мы опять возвращаемся к тому, что очень важно сразу заложить в проект правильное оборудование, т.к. при монтаже автономной части мы можем пренебречь одним компонентом - контроллером заряда. В качестве контроллера теперь будет выступать сетевой инвертор и, как мы описывали ранее, общий протокол общения, например Victron и Fronius позволяет нам это реализовать. И после того, как мы объединили эти две системы, сетевому оборудованию уже не важно есть ли внешняя сеть на объекте или нет.
На данном этапе строительства гибридной солнечной электростанции в несколько этапов, мы уже имеем некую автономию, но пока сделать полностью автономным дом или объект мы не можем. Все из-за короткого светового дня в зимний период времени, а также слабой солнечной активностью в этот же зимний период. В это время все солнечные станции работают приблизительно на 10-15% от своей мощности. Таким образом на этом этапе мы получаем автономию в 8-9 месяцев по году. Где же нам компенсировать недостающие 3-4 месяца, очень просто - генератор. Выбор генератора — это достаточно обширная тема, которая также заслуживает отдельной статьи, но от себя несколько слов и рекомендаций мы скажем. Наша компания остановила свой выбор на генераторах Французского производителя компании Kohler SDMO. Преимущества перед своими более бюджетными аналогами помимо надежности, официального представителя в Украине, это то, что у них спустя какой-то промежуток эксплуатации не сбивается частота выходного напряжения. Не многие заказчики задумываются над этим, но это достаточно важный аспект, потому что в будущем вместо стандартных 50Hz аналоги могут выдавать частоту большую или меньшую, в свою очередь это влияет на инвертор, т.к. инвертор не понимает какое напряжение ему дает генератор и попросту не работает.
При установке всех вышеперечисленных компонентов гибридной солнечной станции Ваш дом получит полную автономию. Вы станете независимыми от поставщика электроэнергии, сможете не задумываться про тарифы и навсегда забыть про перебои электроснабжения.
