Zacznij magazynować energię z Azzurro
Po przeczytaniu tego artykułu dowiesz się, jak magazynuje się energię, jakich urządzeń to wymaga, po co się to robi oraz od czego zależy i jak dobrać prawidłową pojemność magazynu energii. Wszystko na bazie doświadczeń z Włoch, gdzie magazyny energii są używane od kilku lat.
Energię można magazynować pod wieloma postaciami. Może to być energia cieplna, potencjalna, kinetyczna czy też elektryczna, na której skupimy się w tym artykule. Energia elektryczna może być magazynowana w akumulatorach. Mogą one magazynować energię dostarczaną w postaci prądu stałego DC, taką samą energię mamy z modułów PV. Azzurro współpracuje z dwoma producentami baterii. Jest to Pylontech oraz Weco.
Oczywiście w gniazdku elektrycznym mamy prąd przemienny AC. Zamiana z DC na AC odbywa się w falowniku. Tak jak ma to miejsce w standardowej instalacji fotowoltaicznej. Jeśli chcemy magazynować energię, nasz falownik musi posiadać wejścia na baterię. Jeśli je ma, nazywamy go falownikiem hybrydowym, ponieważ łączy on w sobie funkcje standardowego falownika PV i możliwość podłączenia baterii.
Istnieje jeszcze jeden rodzaj falowników. Rożnie się je nazywa. Są to falowniki off-grid, do pracy wyspowej czy też z funkcją awaryjnego zasilania EPS lub UPS. Posiadają one możliwość pracy wtedy, kiedy nie mamy dostępu do zasilania pierwotnego np. z sieci dystrybucyjnej energii elektrycznej. Taki falownik może działać bez przyłącza lub w trakcie przerwy dostawy energii eklektycznej.
Falownik off-grid będzie mógł realizować pracę wyspową tylko wtedy, kiedy będzie posiadać bufor energii elektrycznej. Funkcję tego bufora pełnią podłączone do niego specjalne akumulatory. Trójfazowe układy zasilania potrzebują wysokonapięciowych akumulatorów, które po połączeniu w szereg spełnią minimalne wymagania falownika co do napięcia z systemu magazynowania energii.
Azzuro
System magazynowania energii (ESS – ang. Energy System Storage) składa się z akumulatorów. W przypadku łączenia ich szeregowo wymagany jest dodatkowo system zarządzania bateriami (BMS – Battery Management System). Jest to urządzenie, które monitoruje ładowanie akumulatorów i sprawia że cały proces przebiega wydajnie i bezpiecznie.
Magazyny energii oferowane do falowników Azzurro wykonane są w technologii ogniw LFP. W przypadku uszkodzenia ogniwa LFP proces uwolnienia energii przebiega znaczenie łagodniej i nie stwarza tak dużego ryzyka jak poprzednia generacja. Oprócz większego bezpieczeństwa ogniwa te są trwalsze, moją mniejszy efekt pamięci i samorozładowania.
Do każdego falownika optymalizującego produkcję potrzebne są przekładniki prądowe. Są to sensory montowane na przewodach. Wykrywają one wartość i kierunek przepływu energii elektrycznej na każdej fazie. Stąd falownik hybrydowy wie, kiedy i ile energii elektrycznej produkować, aby ograniczyć eksport energii elektrycznej z naszej instalacji do sieci energetycznej. Nadwyżkę energii z modułów PV kieruje on wtedy do magazynu energii.
Warto pamiętać, że jeśli dodamy kompletny system magazynowania energii do istniejącego falownika, to energia elektryczna będzie trzykrotnie zamieniania z DC na AC, następnie z AC na DC i dopiero z DC na AC, którą wykorzystamy. Każda z tych przemian obarczona jest pewną stratą, więc najlepiej jest wymienić dotychczasowy falownik na falownik z funkcją magazynowania energii, aby chwilowy nadmiar energii z modułów trafiał bez strat w porównaniu do procesu opisanego powyżej.
Podsumowując:
- Falownik hybrydowy – to falownik PV wraz z możliwością podłączenia baterii w celu optymalizacji zużycia energii elektrycznej.
- Falownik off-grid – to falownik hybrydowy wraz z możliwością zasilania w przypadku braku dostaw energii elektrycznej.
- Magazyn energii – magazynujemy w nim energie i składa się on z akumulatorów i BMS – sterownika zarządzającego procesem ładowania i rozładowania akumulatorów.
- Do tego potrzebne są jeszcze kable energetyczne i komunikacyjne dla prawidłowego działania systemu.
- Przekładniki prądowe – pomiar energii elektrycznej, dzięki nim falownik wie, jak zarządzać energią w celu jej optymalizacji.
Najważniejszym zagadnieniem w instalacji hybrydowej czy też off-grid jest profil zużycia energii elektrycznej. Nie rozpatrujemy już tylko wartości rocznej zużycia energii elektrycznej. Rozpatrujemy, kiedy zużywamy energię – czy zużycie pokrywa się z produkcją energii z PV czy też nie. Jaka jest największa moc jaką pobieramy chwilowo? Czy fazy w naszej instalacji są obciążone równomiernie? W celu zobrazowania profilu zużycia. Poniżej znajdują się dwa wykresy opisujące losowo wybrany dzień w pewnej instalacji przemysłowej w celu pokazania, jak coś takiego może wyglądać.
Odczytując dane z wykresów widzimy, że pobór urządzeń nie jest stały. Czasami wszystkie na raz pobierają energię elektryczną i w rozpatrywanej dobie największą ilością energii, jaką pobierają, jest ponad 18 kW. Musimy brać pod uwagę całą instalacje, a nie pojedyncze urządzenia. W celu optymalizacji pracy takiej instalacji idealny będzie falownik hybrydowy Azzurro 20kW. Będzie mógł on sprawnie równoważyć energię pobieraną przez te urządzenia z sieci, a co za tym idzie bardzo dobrze optymalizować produkcję.
Rys. Azzurro
Należy pamiętać, że w przypadku falownika trójfazowego o mocy nominalnej X na każdej z faz należy oczekiwać mocy równej około 1/3 tej mocy nominalnej. Np. jeśli posiadamy czajnik elektryczny i chcemy kompensować energię przez niego pobieraną lub zasilić go w trypie pracy wyspowej musimy dysponować odpowiednią mocą na danej fazie. Czajnik elektryczny bez problemu pobiera około 2 kW mocy. Jeśli faza nie będzie posiadała żadnych dodatkowych obciążeń, żeby go zasilić potrzebny będzie falownik trójfazowy o mocy 6 kW.
Możemy też dojść do pewnego wniosku po przeczytaniu informacji powyżej. Falowniki hybrydowe o mocy mniejszej niż 5 kW nie będą wstanie skutecznie równoważyć energii pobieranej z sieci.
Falowniki hybrydowe czy też off-gridowe to już o wiele bardziej skomplikowane instalacje. Moc modułów PV dobierzemy do rocznego zużycia energii, przy czym moc falownika czy też magazynu energii być może będziemy dobierać do chwilowego maksymalnego poboru energii elektrycznej. Ewentualnie będziemy musieli zarządzać naszym profilem zużycia, włączając urządzenia jedno po drugim, a nie wszystkie na raz tak jak najczęściej to robimy.
Pojemność magazynu energii powinno się dobierać na podstawie profilu zużycia. Doświadczony projektant po krótkim wywiadzie jest w stanie całkiem trafie dobrać taki magazyn, jednak w każdym przypadku należy to potwierdzić za pomocą odpowiedniego kalkulatora. Jest to tak ważne, ponieważ rozbudowa magazynu energii od pewnego momentu przestaje przynosić wymierne korzyści. Będziemy mieć wręcz problemy z utrzymaniem prawidłowego napięcia w magazynie energii.
Dla przykładu: w pewnej rozpatrywanej instalacji magazyn energii o pojemności około 10 kWh w ujęciu rocznym przechwyci do magazynu 34,3 proc. energii produkowanej rocznie. Zwiększenie tego magazynu do 20 kWh skutkuje niewielkim zwiększeniem. Rocznie taki magazyn przechwyci 35,1 proc. energii wytworzonej w skali roku przez instalacje PV.
Wzrost współczynnika energii zmagazynowanej jest tak niewielki, że koszt poniesiony na rzecz rozbudowy magazynu energii nigdy się nie zwrócić. Dlatego tak ważny jest prawidłowy dobór magazynu energii.
Bardzo duży wpływ na zużycie energii mają takie urządzenia jak: pompa ciepła, klimatyzacja i kuchnia elektryczna. Pompa ciepła jest w stanie tak znacząco zmienić profil zużycia, że zmieni się optymalna pojemność magazynu energii nawet o około 1/3.
Zachęcamy do skorzystania z darmowego konfiguratora online, gdzie łatwo można określić profil zużycia. Konfigurator znajduje się na stronie www.zcsazzurro.com.
Oto krótki film instruktażowy:
artykuł sponsorowany
