Fotowoltaika off grid bez akumulatorów to coraz popularniejszy sposób na magazynowanie energii słonecznej bez użycia drogich i problematycznych w utrzymaniu akumulatorów. System działa w oparciu o bezpośrednie zużywanie wyprodukowanego prądu, dzięki czemu omija się etap magazynowania energii. Rozwiązanie to ma swoje wady i zalety, które warto poznać przed podjęciem decyzji o budowie.
Kluczowe wnioski:- System PV bez akumulatorów jest tańszy w budowie i utrzymaniu.
- Kluczowe jest dostosowanie zużycia energii do jej produkcji.
- Brak magazynów oznacza brak energii w nocy lub przy zachmurzeniu.
- Rozwiązanie nadaje się do zasilania określonych urządzeń.
- Wymaga precyzyjnego doboru paneli, falownika i okablowania.
Zasady działania fotowoltaiki bez akumulatorów
Fotowoltaika off grid bez akumulatorów działa w oparciu o bezpośrednie zużywanie wyprodukowanej energii elektrycznej, bez jej magazynowania. Oznacza to, że w momencie, gdy świeci słońce i moduły PV wytwarzają prąd - zużywany jest on na bieżąco przez podłączone urządzenia and instalacje.
Fotowoltaika off grid bez akumulatorów wymaga precyzyjnego doboru mocy paneli do zapotrzebowania na energię elektryczną. Jeśli produkcja prądu jest większa niż zużycie, to jego nadmiar się marnuje. Z kolei w nocy lub przy zachmurzeniu panele nie wytwarzają energii, więc wszystkie urządzenia zostają odcięte od zasilania.
Podstawowymi elementami takiego systemu są moduły PV, kontroler ładowania MPPT, okablowanie oraz urządzenia do bezpośredniego zużycia wytworzonego prądu. Całość musi zostać dobrana pod kątem produkcji i zużycia, aby uniknąć deficytów i nadmiarów energii.
Schemat podłączenia
Schemat typowej instalacji fotowoltaicznej off grid bez magazynów energii przedstawia się następująco:
- Moduły PV > Falownik MPPT > Odbiorniki (urządzenia)
Odpowiednio dobrane moduły PV zamieniają promienie słoneczne w prąd stały (DC). Następnie falownik MPPT zamienia go na prąd zmienny (AC) i dostarcza do podłączonych urządzeń.
Magazynowanie energii słonecznej bez akumulatorów
W typowych systemach fotowoltaicznych off grid energia magazynowana jest w akumulatorach (bateriach). Jednak w instalacjach bez magazynów energii rolę "akumulatora" pełnią urządzenia bezpośrednio zużywające wytwarzany prąd.
A więc "magazynem" są na przykład grzałki w bojlerze, silnik w pompie wody, element grzewczy w suszarce, silniki otwierające automatykę itp. To właśnie te urządzenia "zbierają" nadmiar wyprodukowanej energii elektrycznej.
Fotowoltaika off grid magazyn energii - w tym wypadku bez akumulatorów, a w oparciu o inteligentne dobranie urządzeń bezpośrednio zużywających prąd. Kluczowe jest takie sterowanie pracą poszczególnych odbiorników, aby nie powstawały niedobory ani nadmiary.
Urządzenia do magazynowania energii
Do bezpośredniego zużywania prądu z modułów PV i tym samym "magazynowania" energii słonecznej nadają się między innymi:
- Grzałki i bojlery c.w.u.
- Pompy i hydrofory
- Wentylatory i klimatyzatory
- Silniki i automatyka
- Oświetlenie LED
Im więcej "odbiorników" tym lepiej, gdyż pozwala to zmagazynować więcej energii bez jej marnotrawienia. Jednak każde z tych urządzeń musi być inteligentnie sterowane, aby włączać się, gdy słońce świeci i wyłączać w nocy.
Czytaj więcej: Off grid fotowoltaika: Systemy fotowoltaiczne działające niezależnie
Korzyści z fotowoltaiki off grid bez magazynów energii
Fotowoltaika off grid bez akumulatorów ma sporo zalet w porównaniu do tradycyjnych systemów z magazynami energii. Do najważniejszych korzyści należą:
| Niższy koszt inwestycji | Brak potrzeby kupna drogich baterii i utrzymywania ich |
| Prostota systemu | Mniej elementów, które mogą się zepsuć |
| Dłuższa żywotność | Brak cykli ładowania i rozładowywania wydłuża żywotność paneli i falownika |
Dla wielu inwestorów to właśnie koszt instalacji paneli fotowoltaicznych jest zaporowy. Zastosowanie systemu bez magazynów energii pozwala go znacząco obniżyć przy zachowaniu funkcjonalności.
Wady braku akumulatorów w instalacjach fotowoltaicznych
Mimo licznych zalet, fotowoltaika off grid bez akumulatorów ma też pewne wady, z których najpoważniejsze to:
Brak energii elektrycznej w nocy oraz przy zachmurzeniu, gdy moduły PV nie produkują prądu.
Oznacza to, że wszystkie podłączone urządzenia i odbiorniki nie będą działać dopóki nie zacznie świecić słońce i panele znów zaczną generować energię. Problem ten da się jednak ograniczyć stosując inteligentne sterowniki.
Jak działa system PV bez buforów mocy
Sercem każdej instalacji fotowoltaicznej jest falownik, który w tym systemie pełni jeszcze dodatkową funkcję. Aby fotowoltaika off grid bez magazynów energii działała poprawnie, falownik musi komunikować się ze wszystkimi urządzeniami i sterować nimi.
Gdy tylko fotowoltaika zaczyna produkować nadmiar niezużywanej energii, falownik uruchamia kolejne urządzenia aby ten prąd "magazynować". Natomiast gdy zaczyna brakować energii, stopniowo odłącza odbiorniki aby "ratować" resztę systemu.
Taka kontrola pozwala zoptymalizować zużycie i produkcję prądu. Kluczowe jest odpowiednie dobranie mocy paneli, pojemności urządzeń a także inteligencji samego falownika.
Sterownik systemu
Sercem i mózgiem całej instalacji PV jest falownik, który na podstawie danych pogodowych i parametrów pracy systemu, steruje uruchamianiem i wyłączaniem podłączonych odbiorników tak, aby zużyć całą wyprodukowaną energię.
Optymalizacja zużycia prądu z paneli bez akumulatora
Aby fotowoltaika off grid bez magazynów energii działała optymalnie, należy dobrać odpowiednie urządzenia, ich ilość i pojemność. Im więcej "odbiorników" prądu tym lepiej, ale z zachowaniem pewnych zasad.
Przykładowo, gdy mamy do dyspozycji 3kW mocy z paneli fotowoltaicznych, możemy podłączyć:
- Grzałkę w bojlerze 1,5kW
- Pompę cyrkulacyjną 0,5kW
- Oświetlenie LED 1kW
Daje to w sumie 3kW mocy urządzeń. Inteligentny falownik będzie sterował ich pracą tak, aby za dnia zużyć całą wyprodukowaną energię z paneli PV. Nadmiary energii nie będą się marnować.
Podsumowanie
Fotowoltaika off grid bez akumulatorów to nowoczesny sposób na magazynowanie energii słonecznej bez użycia drogich baterii. System wykorzystuje bezpośrednie zużycie wytworzonego prądu przez inteligentnie sterowane urządzenia, które pełnią funkcję "magazynu" nadmiarowej energii.
Zaletą takiego rozwiązania jest przede wszystkim niższy koszt inwestycji w porównaniu do tradycyjnych instalacji z akumulatorami. Poza tym mniejsza ilość elementów oznacza większą niezawodność i prostotę całego systemu fotowoltaicznego.
Wadą jest natomiast całkowity brak energii elektrycznej w nocy oraz przy zachmurzeniu. Oznacza to że wszystkie urządzenia zostaną odcięte od zasilania. Jednak odpowiednio dobrane moduły PV i inteligentny falownik mogą zminimalizować ten problem.
Fotowoltaika off grid magazyn energii bez akumulatorów to ideale rozwiązanie dla osób szukających tańszej alternatywy dla typowych systemów z bateriami. Wymaga jednak precyzyjnego doboru elementów i ich sterowania przez falownik MPPT.
