Принцип роботи та етапи встановлення гібридної сонячної електростанції

на базе оборудования Victron Energy

Бути повністю автономним або хоча б більш енергонезалежним мрія кожного жителя України. Така потреба виникає у людей пов'язана з постійними збільшенням вартості тарифу за електроенергію у комерційних об'єктів, постійними перебоями на лінії електропередач, поганому автоматному устаткуванні або просто із застарілими підстанціями. Прийти до рішення бути частково енергонезалежними дозволяють сонячні електростанції, а якщо комбінувати їх з генераторами, можна зробити свій будинок повністю автономним, звичайно вартість 1 кВт на генераторі виходить в кілька разів дорожче за наш стандартний тариф, плюс також витрати на технічне обслуговування хоча б один раз в рік, але хочеться повториться, що Ви стаєте повністю енергонезалежним. Звичайно, така модель не дуже підійде для середнього українця, т.к. початкові витрати становлять досить значну суму. Але навіть за такої моделі є можливість будувати таку приватну електростанцію поступово, тим самим розбивати суми платежів для будівництва свого незалежного майбутнього. Вибрати та замовити для свого будинку автономну сонячну електростанцію Ви можете на нашому сайті, а ми продовжимо та поговоримо про кроки будівництва. А також розповімо на якому обладнанні і якого виробника здійснює монтаж наша компанія.

Етап перший – мережева сонячна електростанція

Перше з чого було б правильно розпочати будівництво це з монтажу “мережевої” частини Вашої майбутньої електростанції. Декілька слів щодо того, що таке мережева сонячна електростанція. Мережева СЕС працює виключно із зовнішніми електромережами, але не варто відразу лякатися, далі ми застосовуватимемо модель, в якій їй не знадобиться міська мережа, але про це трохи пізніше. Такі станції в основному використовуються для продажу електроенергії за Зеленим тарифом або “під власне споживання”. Мережеві СЕС набагато дешевше т.к. до них немає можливості підключення акумуляторних батарей. Таким чином, з обладнання — це тільки інвертор та сонячні панелі. Модель роботи наступна, всю згенеровану енергію від сонячних панелей інвертор відправляє на всі Ваші навантаження, які активні в даний момент часу, якщо буде надлишок енергії інвертор відправить (продасть) її в мережу за Зеленим тарифом. Якщо енергії від сонячних панелей недостатньо, інвертор дістане необхідну кількість кВт від мережі. Якщо ж немає можливості підключити Зелений тариф, як правило це будинки, які знаходяться в садових товариствах або дачних кооперативах, тут можна застосувати інший режим використання - “під власне споживання”. У цьому режимі надлишки не продаватимуться, вони “обрізатимуться” лічильником. Ці лічильники випускаються виробником інверторного обладнання, на якому Ви зупинили свій вибір, таким чином з вибором лічильника проблем не буде.

На даному етапі дуже важливо розуміти, чи далі Ви будете продовжувати модернізацію сонячної електростанції до гібридної, т.к. від цього залежить вибір обладнання. Наприклад, мережеві станції наша компанія будує на кількох типах інверторів, а саме компанії Fronius International, SolarEdge Technologies та Huawei Technologies Co, а автономні СЕС виключно на обладнанні Victron Energy. І ось повертаємося до того, чому одразу важливо розуміти майбутній потенціал Вашої станції, т.к. у компаній Fronius та SolarEdge реалізовано загальний протокол передачі даних з компанією Victron Energy, що виключає якісь неузгодженості у роботі гібридної СЕС у майбутньому.

Етап другий – автономна сонячна електростанція

Другий етап будівництва – автономна частина сонячної електростанції. Як було вже написано раніше, цей етап ми виконуємо на базі обладнання Victron Energy. Кілька слів про компанію, принцип роботи та компоненти даної частини СЕС. Victron Energy – нідерландська компанія з багаторічним досвідом у будівництві джерел живлення. Компанія розпочинала свій шлях у сфері джерел живлення для водного транспорту, а це погодьтеся дуже відповідальна сфера, т.к. перебуваючи в морі, дуже небезпечно залишитися без електроживлення, тим більше, коли всі системи навігації в наш час працюють від електрики. Таким чином, інженери компанії Victron Energy досить відповідально підходили до своєї роботи. Такий самий принцип компанія зберегла і в наш час. Пізніше Victron розширили сферу свого продукту на приватні домогосподарства і промислові об'єкти.

Принцип роботи є наступним. Автономні СЕС всю згенеровану енергію відправляють не тільки на Ваші навантаження, але й паралельно заряджають акумуляторні батареї для того, щоб у момент вимкнення електромережі ви могли бути автономними. Для роботи цих інверторів наявність зовнішньої мережі не є обов'язковою, живлення інвертора відбувається за рахунок акумуляторів. Victron найкраще обладнання в плані налаштувань, Ви можете виставляти рівень заряду АКБ, який постійно необхідно підтримувати, і програмуєте таким чином, щоб акумулятори не розряджалися на 100% або близько того, т.к. це впливає і на термін служби АКБ та на їх продуктивність.

Збільшення вихідної потужності за рахунок акумуляторів та інверторів Victron

Ще один величезний плюс даних інверторів – здатність збільшити потужність фази за рахунок акумуляторів. Наприклад, миттєве навантаження на об'єкті 8 кВт, а мережеве підключення у Вашому будинку становить 5 кВт, інвертор це бачить і з масиву АКБ починає витягувати додатково ще 3 кВт. Це дуже корисна функція, тому що в момент запуску високопотужних навантажень їхнє пікове (стартове) споживання може збільшуватися в кілька разів. Так, наприклад, свердловинний насос із робочою потужністю 1,5 кВт у піку може споживати до 3 кВт. Час роботи при підвищенні потужності залежить від об'єму підключених акумуляторів.

Ми навели приклад лише кількох корисних функцій, насправді їх досить багато і ця тема заслуговує на окрему статтю, тому не має сенсу зараз все це описувати.

Компоненти автономної сонячної електростанції Victron

Схема підключення сонячної станції на базі обладнання Victron Energy відрізняється від аналогічних рішень інших компаній. Головною відмінністю є контролер заряду, MPPT та системний контролер, які не вбудовані в сам інвертор, а є окремими комплектуючими.

• Інвертор - перетворювач постійного струму від сонячних панелей та масиву АКБ у змінний, яка використовується у нас у будинках та квартирах (220 В);
• Сонячні панелі - набір напівпровідникових пристроїв, що перетворюють сонячну енергію на постійний електричний струм;
• Контролер заряду - пошук та відстеження точки максимальної потужності масиву сонячних батарей, а також керування зарядом АКБ;
• АКБ - масив акумуляторних батарей, які забезпечують Ваш будинок у темну пору доби, у дні зі слабкою сонячною активністю або при відключенні мережі;
• Системний контролер - керування станцією (мозок).

Декілька слів про компанії яким ми віддаємо свою перевагу

Інвертор, як Ви зрозуміли - Victron Energy. Сонячні панелі – виробники зі списку TIER1 (список топових виробників за версією Bloomberg). Контролер заряду – Victron, лінійка Smart Solar. Літій-іонні акумулятори – Pylontech або BYD. Системний контролер – Victron, пристрої Cerbo GX або Venus GX. Дане обладнання зарекомендувало себе якнайкраще виходячи з досвіду наших фахівців, які протягом 7 років займалися встановленням подібних СЕС.

Об'єднання мережної та автономної сонячної електростанції в гібридну

З мережевою та автономними частинами ми розібралися, і наступне питання це колаборація мережної та автономної частини. Тут знову повертаємося до того, що важливо відразу закласти у проект правильне устаткування, т.к. при монтажі автономної частини ми можемо знехтувати одним компонентом – контролером заряду. Як контролер тепер виступатиме мережевий інвертор і, як ми описували раніше, загальний протокол спілкування, наприклад Victron і Fronius дозволяє нам це реалізувати. І після того, як ми об'єднали ці дві системи, мережному обладнанню вже не важливо, чи є зовнішня мережа на об'єкті, чи ні.

На даному етапі будівництва гібридної сонячної електростанції в кілька етапів, ми вже маємо якусь автономію, але поки що зробити повністю автономним будинок або об'єкт ми не можемо. Все через короткий світловий день у зимовий період, а також слабку сонячну активність у цей же зимовий період. У цей час всі сонячні станції працюють приблизно на 10-15% своєї потужності. Таким чином, на цьому етапі ми отримуємо автономію в 8-9 місяців на рік. Де ж нам компенсувати відсутні 3-4 місяці, дуже просто - генератор. Вибір генератора — це досить велика тема, яка також заслуговує на окрему статтю, але від себе кілька слів і рекомендацій ми скажемо. Наша компанія зупинила свій вибір на генераторах французького виробника компанії Kohler SDMO. Переваги перед своїми бюджетнішими аналогами крім надійності, офіційного представника в Україні, це те, що у них через якийсь проміжок експлуатації не збивається частота вихідної напруги. Не багато замовників замислюються над цим, але це досить важливий аспект, тому що в майбутньому замість стандартних 50 Гц аналоги можуть видавати більшу або меншу частоту, в свою чергу це впливає на інвертор, т.к. інвертор не розуміє, яке напругу йому дає генератор і просто не працює.

При встановленні всіх перерахованих вище компонентів гібридної сонячної станції Ваш будинок отримає повну автономію. Ви станете незалежними від постачальника електроенергії, можете не замислюватися про тарифи і назавжди забути про перебої електропостачання.