System PV z akumulatorami czy bez?

Poradnik
Offgrid vs. ongrid

Wiemy że systemy fotowoltaiczne służą produkcji energii elektrycznej i zaopatrywaniu w nią urządzeń. Sposób działania  instalacji fotowoltaicznej może się jednak różnić w zależności od systemu który wybierzemy. Podstawowo wyróżnia się dwa rodzaje systemów: Systemy bezpośrednio podłączone do sieci w budynku  On-Grid, oraz systemy niezależne tzw. wyspowe Off-Grid wyposażone w akumulatory magazynujące energię . Od niedawna istnieją także systemy hybrydowe łączące zalety obydwu. W tym artykule postaram się wytłumaczyć zasadę działania  wszystkich systemów oraz przedstawić główne ich zalety i wady.

System bezpośrednio podłączony do sieci – On Grid

Jest to w tej chwili najczęściej stosowane rozwiązanie. Instalacja składa się z paneli fotowoltaicznych podłączonych do inwertera przetwarzającego prąd ze słońca na prąd zmienny (sieciowy). Inwerter podłączony jest do sieci elektrycznej budynku. Kiedy świeci słońce, energia z paneli słonecznych trafia do sieci w budynku, gdzie wykorzystywana jest  przez pracujące urządzenia (np: pralka, telewizor, kuchenka itp). Jeżeli urządzenia nie pracują to energia trafia do sieci zewnętrznej budynku, przechodzi przez licznik dwukierunkowy (zamiast licznika energii ZE) i płynie dalej np: do sąsiada lub innego odbiorcy. System jest bardzo prosty i niezawodny, nie stosuje się w nim żadnych przełączników czy przekaźników. Wykorzystywana jest zasada fizyki która mówi że prąd zawsze płynie z najbliższego źródła a panele fotowoltaiczne są znacznie bliżej niż odległa elektrownia i to się liczy. A co jeżeli pralka i telewizor potrzebują więcej energii niż jest produkowane z naszej mikroinstalacji np. w pochmurny dzień? Wtedy brakująca część energii zostanie pobrana z sieci. Zaletą tego systemu jest prostota a co za tym idzie cena i niezawodność. Systemy fotowoltaiczne On-Grid to najtańsze i najbardziej powszechne rozwiązania. Wadą ich jest nierównomierna produkcja i wykorzystanie prądu. Instalacja baterii słonecznych produkuje najwięcej w południe a najmniej wieczorem i rano, w nocy w ogóle nie pracuje. Tak samo jeśli chodzi o pory roku. Energii najwięcej jest w lecie a najmniej w zimie, kiedy przydała by się do ogrzewania lub zasilania np: pompy ciepła. Tutaj z pomocą przyszedł ustawodawca uruchamiając od 1 stycznia 2016 roku bilansowanie energii netto w okresach półrocznych tzw net-metering, o którym już pisałem. W skrócie polega to na tym że energia oddana do sieci w dzień jest odliczana od rachunku od tej którą pobierzemy wieczorem i rano. Więcej w tym artykule.obrazek jak działa system ongrid

 

System niezależny tzw wyspowy – Off Grid

Instalacja fotowoltaiczna wyspowa charakteryzuje się przede wszystkim niezależnością od sieci publicznej. Można ją zamontować np: na działce, gdzie nie ma w ogóle przyłącza energetycznego i cieszyć się z własnego prądu. Systemy wyspowe wykorzystywane są także na łodziach, kamperach i w innych niezależnie poruszających się jednostkach. Często widzimy przy drogach małe panele słoneczne do zasilania oświetlenia znaków lub uliczne lampy solarne. To własnie są instalacje Off-Grid. Zasada działania jest bardziej skomplikowana niż w instalacjach on-grid.  Instalacja składa się z paneli fotowoltaicznych, inwertera oraz akumulatorów. W dzień kiedy słońce produkuje energię, przetwarzana jest ona na prąd ładujący akumulatory. Energia gromadzona w akumulatorach jest przetwarzana w inwerterze na sieciową, która można zasilać urządzenia. Zaletą tego sytemu jest niezależność od dostaw prądu z zewnątrz. Można tez łatwiej kontrolować zużywanie energii. Można korzystać ze zgromadzonej energii także w nocy. Wadą tego rozwiązania jest wyższy koszt. Zarówno inwerter wyspowy jak i akumulatory podnoszą znacząco cenę instalacji. Mankamentem jest także żywotność baterii które po ok 8 latach trzeba wymienić. Akumulatory zajmują także miejsce i potrzebują dobrej wentylacji. Systemy wyspowe z tych względów są rzadziej stosowane. Opłacały się w sytuacjach kiedy nie było uregulowań prawnych niwelujących mankamenty instalacji on-grid.  W tej chwili głównie instaluje się je w przypadkach kiedy wymagana jest niezależność od sieci publicznej.Stosuje się je także jako zasilanie awaryjne na wypadek zaniku prądu w sieci.

jak działa system fotowoltaiczny off grid

System Hybrydowy – podłączony do sieci wraz z akumulatorami.

Coraz śmielej na rynku gości połączenie obu rozwiązań. Sercem tego układu jest inwerter hybrydowy. Instalacja fotowoltaiczna tak samo jak w przypadku systemu wyspowego składa się z paneli słonecznych, akumulatorów i inwertera lecz inwerter w tym przypadku jest podłączony do sieci przesyłowej. Podejście takie niweluje problem braku energii w pochmurne dni pobierając ją z sieci. W dni bardzo słoneczne gdzie występuje duża nadwyżka energii oddawana jest ona do sieci i rozliczana przez operatora w trybie net-meteringu lub taryf gwarantowanych. Coraz częściej czołowi producenci proponują gotowe zestawy inwerterów z magazynami energii. Niestety dalej system ten jest dużo droższy od tradycyjnego on-grida. W niektórych krajach rządy i operatorzy energetyczni wspierają użytkowników w instalowaniu magazynów energii. Podejście takie ma dobre skutki dla użytkowników oraz dla sieci przesyłowej, która może liczyć na zmagazynowaną w domach energię oraz nie musi walczyć z nadwyżką prądu w słoneczne dni.

jak działa system hybrydowy

Podsumowanie:

System On-Grid

Zalety:
– cena
– prostota
– mniejsza awaryjność
– łatwość doboru i konfiguracji
– możliwość oddawania energii do sieci
Wady:
– zależność od sieci energetycznej
– nadwyżki w słoneczne dni
– niedobory w zimowe i pochmurne dni

System Off-Grid

Zalety:
– niezależność od sieci energetycznej
– lepsze wykorzystanie energii ze słońca
– możliwość korzystania z energii w nocy
Wady:
– wysoka cena
– bardziej skomplikowany system
– brak możliwości oddawania energii do sieci

System Hybrydowy

Zalety:
– niezależność od sieci energetycznej
– lepsze wykorzystanie energii ze słońca
– możliwość korzystania z energii w nocy
– możliwość oddawania energii do sieci
– możliwość pobierania energii z sieci

Wady:
– bardzo wysoka cena
– bardziej skomplikowany system