- Компанія «Енергозберігаючі системи» пропонує послуги проектування, поставки, монтажу, сервісного...
- Безакумуляторна фотоелектричні системи
- Акумуляторні фотоелектричні системи резервного електропостачання
- Висновки
Наша компанія пропонує 3 основні конфігурації сонячних фотоелектричних систем електропостачання, які описані нижче.
Різновиди фотоелектричних енергосистем
1. Автономна фотоелектрична система повністю незалежна від мереж централізованого електропостачання. За винятком деяких спеціальних застосувань, в яких енергія від сонячних батарей безпосередньо використовується споживачами (наприклад, водопідіймальні установки, сонячна вентиляція і т.п.), всі автономні системи повинні мати в своєму складі акумуляторні батареї. Енергія від акумуляторів використовується під час недостатнього приходу сонячної радіації або коли навантаження перевищує генерацію сонячних батарей.
2. Батарейна поєднана з мережею фотоелектрична система схожа на автономну систему. У ній також використовуються акумуляторні батареї, але така система одночасно підключена до мереж централізованого електропостачання. Тому надлишки, які генеруються сонячними батареями можуть направлятися в навантаження або мережу (для цього необхідні спеціальні інвертори, які можуть працювати паралельно з мережею, їх часто називають "гібридними"). Якщо споживання перевищує генерацію електрики сонячними батареями, то відсутня енергія береться від мережі. Деякі моделі таких інверторів із зарядними пристроями можуть давати пріоритет для заряду акумуляторів від джерела постійного струму (наприклад, сонячного контролера), тим самим знижуючи споживання енергії від мережі для заряду акумуляторів.
Існує різновид батарейній з'єднаної з мережею системи, в якій замість контролерів заряду сонячних батарей застосовуються мережеві фотоелектричні інвертори, з'єднаних до виходу ББП. Таку можливість мають лише кілька моделей ББЖ, але загальна ефективність системи за рахунок застосування мережевих фотоелектричних інверторів може бути набагато вище, ніж при застосуванні контролерів заряду АБ.
3. Безакумуляторна поєднана з мережею фотоелектрична система є найпростішою з усіх систем. Вона складається з сонячних батарей (або вітроустановки, або мікроГЕС) і спеціального інвертора, підключеного до мережі. У такій системі немає акумуляторів, тому вони не можуть використовуватися в якості резервних систем. Коли мережа пропадає, то і вироблення електроенергії сонячними батареями також припиняється. Це може бути обмеженням такої системи, але основне її перевага - висока ефективність, низька ціна (за рахунок відсутності акумуляторів і менш дорогого мережевого інвертора) і висока надійність.
Наші виконані роботи по сонячним електростанціям
Компанія «Енергозберігаючі системи» пропонує послуги проектування,
поставки, монтажу, сервісного обслуговування сонячних електростанцій
Послуги включають в себе:
1. Опрацювання та узгодження з клієнтом інженерного рішення.
2. Опрацювання кілька варіантів проектів (інженерних рішень).
3. Техніко-економічне обгрунтування обраного інженерного рішення.
4. Детальні креслення, плани, схеми, розрізи.
5. Необхідні вузли, деталировки.
6. Схема автоматизації інженерного обладнання з докладним описом алгоритму роботи і з можливістю інтеграції в загальну систему управління будівлею (центральна диспетчеризація, розумний будинок).
7. Докладні специфікації на обладнання та матеріали (окремо за кожним видом інженерних систем).
8. Кошторис на матеріали, роботу.
9. Мережевий графік виконання робіт.
10. Поставка обладнання.
11. Монтаж.
12. Сервісне і гарантійне обслуговування.
В рамках однієї організації Ви отримуєте розробку проекту, все необхідне обладнання, професійний монтаж і сервісне обслуговування.
ДЕТАЛЬНІШЕ ПРО СОНЯЧНОЇ СИСТЕМИ
Основною причиною, по якій люди хочуть мати автономну систему і відключитися від існуючих мереж централізованого електропостачання, є бажання отримати енергетичну незалежність і не залежати від аварій на електромережах, підвищення тарифів на електроенергію і т.п.
Поки що небагато людей готові жити без підключення до мереж. Якщо ви тільки збираєтеся купувати землю і будинок або будувати новий будинок, то потрібно враховувати, що ціна на такі ділянки і будинку, не приєднані до мереж централізованого електропостачання, набагато нижче.
Якщо ви вже маєте підключення до електричних мереж, то не має сенсу від них відключатися. Якщо у вас є перерви в електропостачанні, можна виділити в окрему групу відповідальних споживачів - наприклад, насоси і електроніка системи опалення, холодильник, чергове освітлення, радіо, телевізор і т.п. - і забезпечити їх безперебійне електроживлення за рахунок акумуляторних батарей. Якщо перерви в електропостачанні не перевищують декількох годин, то зазвичай цього достатньо, щоб вирішити цю проблему. Сонячні батареї будуть використовуватися для зменшення споживання від мереж, а мережі будуть вашим безкоштовним акумулятором нескінченної ємності.
У разі частих аварій і відключень в мережах, а також якщо відключення тривалі (більше доби), вам потрібно поставити батарейну фотоелектричні систему електропостачання. Більшість заміських будинків потребує саме в батарейній фотоелектричної системі, так як ймовірність перерв в електропостачанні велика - з різних причин, починаючи від перевантаження і зношеності обладнання електромереж, до падіння дерев на ЛЕП, крижаних дощів, ураганів і т.п.
Введення в систему акумуляторів дає можливим роботу системи при різних навантаженнях і при відсутності мережі. Є спеціально розроблені батарейні інвертори, які можуть регулювати споживання енергії від мережі в залежності від стану і ступеня зарядженості акумуляторів. Такі інвертори теж не перенаправляють енергію в мережу, якщо зникла напруга в мережі, тим самим забезпечуючи безпеку при проведенні ремонтних робіт на лінії електропередачі.
Для того, щоб не витрачати зайві гроші на невиправдано потужну систему, вам необхідно ретельно порахувати, яка саме навантаження і протягом якого часу повинна буде працювати в разі аварії на ЛЕП. Дуже часто потрібно буває забезпечити приблизно 1/10 частину від загальної потужності споживачів під час перерв в електропостачанні. Решта навантаження може бути виключена або її робота зведена до мінімуму до відновлення роботи мереж. Це дозволить істотно знизити вартість вашої резервної системи електропостачання. Також, як уже згадувалося на інших сторінках нашого сайту, всі заходи щодо поліпшення енергоефективності та зменшення споживання повинні бути зроблені до того, як ми з вами почнемо розраховувати систему резервного електропостачання. Зазвичай це робиться в кілька етапів - ми пропонуємо вам систему, ви оцінюєте її бюджет, зменшуєте в разі потреби ваші запити, і ми коригуємо склад (і вартість) системи.
Безакумуляторна фотоелектричні системи
Більшість з'єднаних c мережею фотоелектричних систем є Безакумуляторна і вимагають наявності напруги в мережі для своєї роботи. Мережа дає опорна напруга для мережевих інверторів, які синхронізуються з ним і видають ідентичне мережевого напруга. Якщо такого сигналу немає, або він починає сильно відрізнятися від нормального (за класами напруги, частоті і т.п.), мережевий інвертор перестає працювати.
Перевагою такої системи є максимально ефективне використання сонячних батарей, які завжди працюють в точці максимальної потужності. Мережеві інвертори починають видавати енергію від сонячних батарей в мережу починаючи з мінімального значення
Припинення генерації мережевих інверторів при пропажі напруги в мережі також пов'язано із забезпеченням безпеки при ремонтних роботах в мережах. Необхідно забезпечити відсутність напруги на лінії, якщо подача напруги відключена електриком на підстанції.
При роботі паралельно з мережею сонячна батарея використовує мережу як акумулятор і джерело енергії, який забезпечує недоліки енергії. Наприклад, якщо ваш холодильник споживає 5 ампер, і сонячна батарея виробляє 5 ампер, то практично це означає, що ваш холодильник харчується від сонячних батарей. Однак не все так просто. Якщо при старті компресора мотор споживає 10 ампер, то тільки від сонячної батареї він не запуститься. Також, він може не працювати при хмарної або похмурій погоді. У цьому випадку все, що не вистачає для нормальної роботи холодильника, буде братися з мережі. Також, в мережу будуть направлятися всі надлишки генерується сонячними батареями енергії.
Акумуляторні фотоелектричні системи резервного електропостачання
Проектування системи з акумуляторами є більш складним і більш відповідальним, ніж проектування безбатарейної системи. Якщо ви помилитеся при виборі потужності з'єднаної з мережею безбатарейної системи, недостатня енергію буде взята з мережі. Однак, якщо ви розрахуєте неправильно систему з акумуляторами, то під час перерв в електропостачанні ви можете опинитися без електроенергії, незважаючи на те, що ви маєте комплект "безперебійного електропостачання".
Потужність інвертора визначається за сумарною потужністю навантаження, яку треба плекати під час аварій на мережі. Тривалість відсутності подачі енергії від ЛЕП визначає ємність АБ, потужність сонячної батареї, вітроустановки, резервного генератора і т.д. В кінцевому підсумку, помилки в проектуванні системи призводять або до зайвої вартості системи, або до нездатності системи забезпечити вас безперебійним електропостачанням. У будь-якому випадку, модифікації системи - це додаткові витрати.
Для максимально ефективної роботи акумуляторна фотоелектрична система, поєднана з мережею, вимагає вико 
вання спеціалізованого інвертора. Можливі 3 варіанти роботи системи:
- Сонячні батареї заряджають АБ через контролер заряду, а потім енергію через інвертор передається в навантаження або мережу
- Сонячні батареї працюють на мережевий фотоелектричний інвертор, від нього харчується навантаження, надлишки енергії йдуть на заряд акумуляторів, а якщо АБ заряджені, то спрямовуються в мережу.
- Гібридна система, що включає елементи обох перерахованих вище типів.
1. Мережева фотоелектрична система електропостачання з контролером заряду постійного струму. Найпростішим і поширеним варіантом є заряд акумуляторів від сонячних батарей через контролер заряду постійного струму. Якщо використовувати звичайний ББП, то при наявності мережі заряд походить від мережі, і сонячні батареї практично не використовуються. Для того, щоб максимально використовувати енергію, що виробляється сонячними батареями, потрібно застосовувати контролер MPPT і спеціальний ББП з функцією передачі електроенергії в навантаження або мережу при напруги на АБ вище заданого. В цьому випадку, навіть якщо АБ заряджені повністю від мережі, енергію від СБ направляється в навантаження, тим самим зменшуючи споживання від мережі. Якщо навантаження споживає менше енергії, ніж виробляють сонячні батареї, такий ББП може або направляти надлишки в мережу, або зменшувати вироблення сонячних батарей за рахунок підвищення напруги на акумуляторах.
При аваріях на мережах централізованого електропостачання інвертор починає генерувати енергію від акумуляторів. Якщо сонячні батареї підключені через контролер заряду до акумуляторів, то інвертор використовує сонячне електрику, і, якщо його не вистачає, то і енергію з акумуляторів. Якщо сонячної енергії більше, ніж потрібно для споживачів, вона йде на заряд акумуляторів.
переваги
- Можливість використання енергії сонця як при наявності мережі, так і під час відключень
- При тривалих перервах в електропостачанні - можливість відновлення роботи при глибокому розряді акумуляторів шляхом заряду АБ від СБ
недоліки 
Втрати на подвійне перетворення сонячної електрики - втрати в контролері, в инвертор, частково в акумуляторах
- Циклирование акумуляторів призводить до їх зносу, проте такий режим має місце тільки при перервах в централізованому електропостачанні, в звичайному режимі акумулятори працюють в буферному режимі з терміном служби близькому до сервісного.
2.Фотоелектріческая система електропостачання з мережевим інвертором на вході ББП. У цій схемі застосований високоефективний мережевий інвертор. Якщо основне споживання сонячної електрики має місце днем, і відключення централізованого електропостачання рідкісні і недовгі, то така схема є найбільш дешевою і ефективною. У такій схемі може використовуватися будь-який бесперебойник, навіть найпростіший. Коли світить сонце, мережевий інвертор постачає енергією навантаження у всьому будинку, в тому числі і резервовану. Надлишки енергії направляються в загальну мережу тільки якщо споживання в будинку менше, ніж генерують сонячні батареї. Енергія сонця використовується і на заряд акумуляторів. Ефективність мережевого інвертора більше 90%. Єдиним недоліком є припинення використання енергії сонця при аваріях в мережах.
переваги
- У такій схемі можуть працювати будь-який ББП і будь-який мережевий фотоелектричний інвертор
- Потужність ББЖ вибирається по потужності резервованій навантаження і не залежить від потужності сонячних батарей. Потужність мережевого інвертора може бути як більше потужності ББЖ, так і менше.
- Можливість відновлення при глибокому розряді акумуляторів при використанні невеликої СБ, підключеної до АБ через контролер заряду (показані пунктиром). Це необов'язковий елемент, якщо відключення короткочасні.
- Акумулятори весь час знаходяться в зарядженому стані і практично працюють в буферному режимі і використовуються тільки при відключеннях мережевого електрики
недоліки
- Припинення використання енергії сонця при аваріях в мережах
2.Фотоелектріческая система електропостачання з мережевим інвертором на виході ББЖ. У цій схемі також застосований високоефективний мережевий інвертор. Відмінність від попередньої схеми полягає в тому, що при зникненні напруги при відключенні мережі, сонячні батареї продовжують живити резервовану навантаження і заряджати акумулятори. У нормальному режимі, при наявності напруги в мережі, мережевий інвертор постачає енергією резервовану навантаження, при цьому ККД перетворення інвертора дуже високий - більше 90-95%. Якщо навантаження споживає менше, ніж виробляють сонячні батареї, надлишки енергії йдуть на заряд акумуляторів. Якщо навантаження споживає більше - то інша енергія береться з мережі. Після повного заряду акумуляторів надлишки енергії направляються в загальну мережу і живлять решту навантаження в будинку (до ББЖ).
При аварії в мережі ББП переключається на роботу від акумуляторів, і забезпечує одночасно опорна напруга для мережевого інвертора. Тому енергія сонця продовжує використовуватися і при аваріях в мережах. Як і при наявності мережі, надлишки сонячної електрики спочатку направляються на заряд акумуляторів. Після того, як акумулятори повністю зарядиться, можливі 2 варіанти:
1) ББП дає сигнал для виключення мережевого інвертора, і він залишається вимкненим доти, поки напруга на АКБ не знизиться до заданого рівня.
2) При використанні мережевих інверторів SMA Sunny Boy спільно з ББП Xtender або SMA можливе поступове зниження потужності мережевого інвертора в залежності від напруги на АКБ.
При аваріях в мережі батарейний інвертор забезпечує для мережевого інвертора опорна напруга, що дозволяє продовжувати живити навантаження змінного струму безпосередньо від сонячного мережевого інвертора. Природно, все навантаження, підключена до батарейного інвертора, не отримує енергію - ні від акумуляторів, ні від сонячних батарей.
Якщо напруга в мережі не пропало, але вийшло за межі допустимого, то інвертор відключається від такої мережі і продовжує живити відповідальну навантаження якісним струмом - від СБ і від АБ. Навантаження, підключена до інвертора, харчується тим напруженням, яке є в мережі.
переваги
- Продовження використання сонячної енергії при аваріях на централізованої мережі електропостачання. тобто можливість використання енергії сонця як при наявності мережі, так і під час відключень.
- Високий ККД використання енергії від сонячних батарей за рахунок застосування високоефективних мережевих інверторів і зниження втрат на стороні постійного струму за рахунок підвищеної напруги СБ
- Можливість відновлення при глибокому розряді акумуляторів при використанні невеликої СБ, підключеної до АБ через контролер заряду (показані пунктиром). Це необов'язковий елемент, якщо відключення короткочасні.
- Акумулятори весь час знаходяться в зарядженому стані і практично працюють в буферному режимі і використовуються тільки при відключеннях мережевого електрики і відсутності сонячної енергії
недоліки
- Необхідність застосування спеціальних ББП, які можуть заряджати АБ з виходу, а також направляти надлишки сонячної енергії в мережу. Також, такий ББП повинен або давати сигнал на відключення мережевого інвертора, або підвищувати частоту на виході для управління мережевим інвертором (більшість мережевих інверторів припиняють роботу при виході параметрів частоти за задані межі)
- Сумарна потужність мережевих інверторів, підключених до такого ББЖ, повинна бути менше або дорівнює потужності зарядного пристрою ББЖ. Це необхідно для того, щоб утилізувати енергію від СБ при відключеннях мережі і виряджених акумуляторах.
- При тривалих перервах в електропостачанні і відсутності сонячної енергії ББП може вимкнутися за низьким рівнем заряду АБ. Відновити їх можливо тільки коли з'явиться напруга в мережі, або шляхом установки додаткового невеликого фотоелектричного модуля з контролером заряду. Такий випадок можливий, але ймовірність його дуже невелика.
У варіантах 1 і 3 в звичайному режимі роботи інвертор використовує сонячну енергію для заряду акумуляторів і для живлення навантаження в будинку. Якщо є надлишки енергії, він направляє їх в загальну мережу (якщо дозволити йому це робити), або знижує вироблення енергії сонячними батареями. При цьому зовсім необов'язково спрямована на вхід інвертора енергія втрачається - вона може бути використана іншими споживачами в будинку, що не резервуються цим інвертором. Тобто наприклад, ви зарезервували холодильник, резервне освітлення, систему опалення, телевізор і т.п. інвертором. Але в будинку у вас є ще інша навантаження, яка може і не працювати, коли пропадає мережа - наприклад, пральна машина, електроінструмент, електрочайник і ще багато чого.
Коли є мережа, сонячна енергія використовується як для харчування цього навантаження, так і (якщо вона повністю не споживається резервованій навантаженням) для харчування інший навантаження в будинку. Таким чином ви максимально використаєте свої сонячні батареї і повністю споживаєте все, що вони виробляють. В автономній системі такого немає - якщо АБ заряджені і навантаження немає, то генерація сонячними батареями зменшується або припиняється зовсім.
Застосування мережевих інверторів і схем включення рис. 2 і 3 в більшості випадків підвищує ефективність системи.
Далеко не кожен інвертор може забезпечити роботу системи в таких режимах. Такий спеціалізований інвертор виконує 3 функції
- забезпечення резервного електропостачання під час аварій в мережі,
- заряд акумуляторів від мережі, а в деяких випадках і від мережевого інвертора
- і передачу надлишків енергії в мережу
Незважаючи на складність батарейній фотоелектричної системи, переваги, які вона дає - незаперечні. Жоден з наших клієнтів, які встановили таку систему, не пошкодував про це.
Висновки
1. Фотоелектричні системи дуже надійні, і Безакумуляторна системи практично не вимагають обслуговування. Також, такі системи мають максимальну ефективність використання енергії від сонячних батарей - від 90 до 98%. При цьому мережа може використовуватися як безкоштовний акумулятор практично нескінченної ємності. Звичайні акумуляторні батареї вимагають регулярної заміни та спеціальної утилізації, інакше буде завдано шкоди навколишньому середовищу. Споживач несе відповідальність за правильну утилізацію АБ. На щастя, зараз дуже багато фірм, які приймають відпрацьовані акумулятори, і навіть платять за них (невеликі) гроші.
2. Якщо відключення мережі часті, то необхідно додати в систему акумулятори та блок безперебійного живлення. Додавання в систему акумуляторів, з одного боку, підвищує надійність електропостачання, але, з іншого боку, вимагає обслуговування акумуляторів. Також, за рахунок використання акумуляторів і батарейного інвертора знижується ККД системи. ККД батарейних інверторів приблизно 85-92%, а ККД заряд-розряду свинцево-кислотних АБ - близько 80% (20% втрачається на нагрівання АБ під час хімічних реакцій). Можна трохи підвищити ККД заряду-розряду, якщо використовувати АБ в режимі малих струмів. Але як тільки АБ заряджені, вся енергія від сонячних батарей направляється в мережу або на харчування навантажень до батарейного інвертора - саме за рахунок цього підвищується ефективність роботи з'єднаної з мережею системи.
3. Застосування мережевих інверторів підвищує ефективність роботи системи в цілому, особливо якщо велика частина сонячної енергії споживається в денний час. Застосування спеціальних ББП з можливістю заряду АБ з виходу дозволяє використовувати мережеві фотоелектричні інвертори навіть під час перерв в електропостачанні від централізованої мережі.
