Saulės elektrinės komplektas su akumuliatoriais: viskas, ką verta žinoti

/ Saulės elektrinės / Autorius

Kai saulės elektrinės tampa vis labiau populiarios, daugelis ieško sprendimų, kurie leidžia ne tik gaminti elektros energiją, bet ir j ją kaupti tam, kad galėtumėte naudoti net tada, kai saulės nėra arba kai tinklas yra išjungtas. Tokiu atveju reikalingas saulės elektrinės komplektas su akumuliatoriais – sistema, kuri ne tik generuoja elektrą, bet ir turi energijos rezervą.

Šiame straipsnyje apžvelgsime:

  • Kuo skiriasi įprasta prijungta saulės elektrinė ir komplektas su akumuliatoriais

  • Pagrindiniai komponentai, kurių reikia tokiai sistemai

  • Kaip pasirinkti akumuliatorių talpą ir sistemų mazgus

  • Privalumai ir trūkumai

  • Kaina ir investicijų aspektai

  • Kaip naudotis Zenerga turiniais vertinant sprendimą

  • Praktinės rekomendacijos

Vidinės nuorodos padės gilintis į specifinius aspektus – pavyzdžiui, pasirinkimas tarp montavimo ant stogo, ant žemės, autonominės sistemos galimybės, galingumų palyginimai (5 kW, 7 kW, 8 kW) ir pan.

1. Kodėl rinktis saulės elektrinės komplektą su akumuliatoriais

Standartinės saulės elektrinės paprastai būna prijungtos prie elektros tinklo: dieną pagaminta energija naudojama arba tiekiama į tinklą, o vakare – gaunama iš tinklo. Tokie sprendimai veikia gerai, kai tinklas stabilus ir jungtis pigus.

Tačiau komplektas su akumuliatoriais atveria papildomas galimybes:

  • Taupymas ir nepriklausomybė: galite naudoti elektros energiją net tada, kai saulė nėra arba kai yra pertrauka tinklo tiekime.

  • Rezervinis maitinimas: akumuliatoriai veikia kaip rezervas – jei būsite be energijos iš tinklo, sistema jums tieks maitinimą.

  • Optimizacija ir valdymas: kai elektros kaina tinklo pusėje didesnė (pvz. piko metu), sistema gali dirbti iš akumuliatorių, taupant pinigus.

  • Pilnas autonomiškumas (priklausomai nuo dydžio) – tai jau artima koncepcijai autonominė saulės elektrinė → autonominė saulės elektrinė.

Taigi saulės elektrinės komplektas su akumuliatoriais – tai hibridinis sprendimas, jungiantis generavimą ir energijos rezervą, leidžiantis naudoti energiją lanksčiau ir efektyviau.

2. Pagrindiniai komponentai

Kad saulės elektrinės komplektas su akumuliatoriais veiktų patikimai, reikia šių dalių:

2.1 Saulės moduliai

Tai tie patys moduliai, kaip ir standartinėse sistemose – monokristaliniai, polikristaliniai, bifacial ir pan. Moduliai turi pakakti bendram poreikiui generuoti elektros energiją. Jei jau žinote, kokios galios sistemą norite, galite žiūrėti analogus: pvz. 5 kW → 5 kW saulės elektrinės, 7 kW → 7 kW saulės elektrinės kaina, 8 kW → 8 kW saulės elektrinės kaina ar net didesnius sprendimus kaip 30 kW → 30 kW saulės elektrinės kaina.

2.2 Hibridinis keitiklis / keitiklis su akumuliatorių valdymu

Šis keitiklis turi galimybę valdyti abejas puses: generavimą (kai saulė); akumuliatoriaus įkrovimą / iškrovą; vartojimą; ir – kai reikia – prisijungimą prie tinklo. Tai „širdis“ tarp modulių, akumuliatorių ir vartotojo sistemų.

2.3 Akumuliatoriai

Vienas iš kritinių komponentų. Reikia pasirinkti technologiją (ličio jonai, AGM, geliniai, ferrocinko, redoks, kt.), talpą (kWh), BMS sistemą (Battery Management System) ir rezervą (pvz., kiek dienų energijos norite turėti atsargai).

2.4 Valdymo blokai, automatikos įrenginiai

Valdikliai, apsaugos, stebėsena, automatika, jungikliai tarp akumuliatoriaus ir tinklo, prievadai rezerviniam maitinimui.

2.5 Tvirtinimai, konstrukcijos, kabeliai, apsaugos

Kaip ir įprastose sistemose, moduliai turi būti pritvirtinti – ant stogo arba ant konstrukcijų / ant žemės. Šis aspektas turi sąsają su saulės elektrinės ant stogo atveju arba su saulės elektrinės įrengimu ant žemės jeigu moduliai statomi laisvai. Kabeliai, apsaugos (DC, AC), apsaugos įrenginiai (peržeminimas, viršįtampiai), jungtys.

2.6 Projektavimas, dokumentai, prijungimas

Kad visa sistema veiktų saugiai ir legaliai, reikia suprojektuoti sistemą, paruošti dokumentus, gauti leidimus ir atlikti prijungimą (jei išliksite prisijungti prie tinklo). Taip pat svarbu atsižvelgti į rezervines jungtis ar perėjimo schemas.

3. Kiek reikia akumuliatorių? (Talpa, rezervai)

Vienas iš esminių sprendimų yra teisingai parinkti akumuliatorių talpą bei rezervą. Čia keli žingsniai:

  1. Įvertinkite dienos energijos poreikį (kWh per dieną)

  2. Nusistatykite, kiek dienų rezervas reikalingas (pvz. 1 diena, 2 dienos, 3 dienos be saulės)

  3. Apskaičiuokite reikiamą talpą:

    reikalinga talpa (kWh)=dienos poreikis (kWh)×rezervų dienų skaicˇius÷leista isˇkrova (pvz. 0,8 arba kt.)\text{reikalinga talpa (kWh)} = \text{dienos poreikis (kWh)} \times \text{rezervų dienų skaičius} ÷ \text{leista iškrova (pvz. 0,8 arba kt.)}

    Pavyzdžiui, jei namuose suvartojate 5 kWh per dieną, o norite turėti rezervą 2 dienoms, tai:

    talpa=5×2÷0,8=12,5 kWh\text{talpa} = 5 \times 2 ÷ 0{,}8 = 12{,}5\,\text{kWh}

  4. Akumuliatoriai turi būti suderinami su keitiklio charakteristikomis (įtampa, srovės ribos, BMS palaikymas)

  5. Palikti rezervą talpai, kad akumuliatoriai dirbtų ne visu pajėgumu – geriau išvengti dažnos pilnos iškrovos.

Kai sistemą suprojektuosite, galėsite tiksliau nuspręsti, kokios talpos akumuliatoriai reikalingi.

4. Privalumai ir trūkumai

4.1 Privalumai

  • Visapusiškas energijos panaudojimas: saulės energija naudojama net tada, kai nėra tiesioginės saulės.

  • Savarankiškumas: nepriklausymas nuo elektros tinklo trukdžių.

  • Taupymas: kai tinklo elektros kaina didelė, galite naudoti energiją iš akumuliatorių ir sutaupyti.

  • Rezervinis maitinimas: kai tinklas neveikia ar pakimba, sistema tieks elektros energiją.

  • Didesnis komfortas: net naktį, be saulės, nebereikia elektros iš tinklo.

4.2 Trūkumai

  • Didelė pradinė investicija: akumuliatoriai ir hibridinis keitiklis ženkliai padidina sistemų kainą.

  • Akumuliatorių tarnavimo laikas: akumuliatoriai degradacija metu – po kelių metų gali tekti dalinai keisti talpas.

  • Sudėtingesnė sistema: daugiau komponentų reiškia galimus gedimus, sudėtingesnės priežiūros reikalavimai.

  • Efektyvumo nuostoliai: krovimo / iškrovimo nuostoliai, konversijos nuostoliai, BMS nepralaidumas gali suvalgyti dalį energijos.

5. Orientacinė kaina ir investicijų analizė

Kadangi saulės elektrinės komplektas su akumuliatoriais turi daugiau komponentų nei įprasta sistema, kaina gali būti ženkliai aukštesnė.

5.1 Įrangos komplektas be montavimo

Įrangos komplektas gali apimti:

  • Saulės moduliai

  • Hibridinis keitiklis

  • Akumuliatoriai

  • BMS, valdymo įrenginiai

  • Kabeliai, tvirtinimai, apsaugos

Tokio komplekto dalis gali sudaryti ~60–70 % visos investicijos be montavimo.

5.2 Montavimo, darbų ir infrastruktūros išlaidos

  • Montavimo darbai – modulių tvirtinimas

  • Kabelių trasa, apsaugos, valdymo skydo surinkimas

  • Projekto dokumentavimas, prijungimas ir derinimas

Šios išlaidos gali sudaryti ~30–40 % visos investicijos.

5.3 Bendras orientacinis skaičiavimas

Kad suprastumėte mastą, štai pavyzdys (labai apytikris):

Tarkime, jūs norite komplekto su 5 kW modulių ir ~10 kWh akumuliatorių talpos. Jei įrangos komplektas be montavimo kainuotų ~7 000 €, o montavimo, darbų bei infrastrukūra – dar ~2 500 €, galutinė kaina būtų ~9 500 €.

Tačiau tikroji suma priklys nuo objekto – konstrukcijų sudėtingumo, atstumo kabeliams, akumuliatorių tipo, modulų sprendimų.

Svarbu: “2 % paklaida” šiame kontekste reikštų, kad net 2 % nuokrypis gali sudaryti kelias dešimtis ar šimtus eurų, priklausomai nuo bendros sumos – tai turi būti (kaip įprasta projektuojant) saugumo rezervas.

6. Kaip pasirinkti komplektą: žingsniai

Štai keli žingsniai, kurie padės pasirinkti tinkamą saulės elektrinės komplektą su akumuliatoriais:

  1. Įvertinkite kasdieninį energijos vartojimą (kWh per dieną)

  2. Nuspręskite, kiek dienų atsargų norite turėti

  3. Parinkite modulio galingumą pagal generacijos poreikį

  4. Apskaičiuokite reikalingą akumuliatorių talpą

  5. Pasirinkite hibridinį keitiklį, derantį su akumuliatoriais

  6. Pasirinkite konstrukcijas: ant stogo (žr. saulės elektrinės ant stogo) arba ant žemės (žr. saulės elektrinės įrengimas ant žemės)

  7. Paruoškite projekto sprendimus, dokumentus

  8. Apskaičiuokite orientacinę investiciją naudodami Zenerga skaičiuoklę

  9. Palyginkite su alternatyviais sprendimais (pvz. standardinė prijungta sistema)

  10. Kreipkitės į specialistus dėl derinimo, montavimo ir paleidimo

7. Palyginimai su kitomis sistemomis

Svarbu žinoti, kokie yra alternatyvūs sprendimai, kad galėtumėte apsispręsti:

  • Įprasta prijungta saulės elektrinė be akumuliatorių: pigesnė, paprastesnė.

  • Hibridinės sistemos su ribotu akumuliatoriumi – kompromisas tarp savarankiškumo ir kainos.

  • Komplektas su akumuliatoriais, kuris galėtų įveikti tik dalį energijos trūkumų.

  • Jei jums reikalingas tik paprastas modulis be akumuliatoriaus, galite žiūrėti sprendimus, pvz. 5 kW saulės elektrinės → 5 kW saulės elektrinės, 7 kW → 7 kW saulės elektrinės kaina, 8 kW → 8 kW saulės elektrinės kaina.

  • Jeigu jūsų poreikis labai didelis arba siekiate verslo lygio sprendimo, galite žvilgtelėti į 30 kW saulės elektrinės kaina → 30 kW saulės elektrinės kaina.

  • Komplektas su akumuliatoriais artėja prie sprendimo, primenančio autonominę sistemą – žr. ir temą autonominė saulės elektrinė → autonominė saulės elektrinė.

Šie palyginimai padeda suprasti, kuo jūsų sprendimas skiriasi ir ar verta investuoti į akumuliatorius.

8. Praktinės rekomendacijos ir patarimai

  • Visada palikite rezervą talpose – leiskite akumuliatoriams dirbti ne visu pajėgumu, kad ilgesnį laiką išsaugotumėte jų tarnavimo laiką.

  • Atkreipkite dėmesį į akumuliatorių garantijas ir ciklų skaičių bei jų išeikvojimo charakteristikas.

  • Naudokite stebėsenos sistemą – sekite energijos srautus, įkrovą / iškrovą, kad laiku pastebėtumėte anomalijas.

  • Jeigu jūsų stogo padėtis palanki ir nekomplikuota, rinkitės montavimą ant stogo – taip sumažinsite konstrukcijų kaštus.

  • Jei norite dalies sprendimo atlikti patys, galite pasidomėti tema saulės elektrinė pasidaryk pats, tačiau tokia sistema su akumuliatoriais reikalauja didesnių techninių žinių.

  • Prieš investuojant, naudokite Zenerga skaičiuoklę – tai padės įsivertinti jūsų konkretų poreikį, talpą ir galimą investiciją.

Išvados

Saulės elektrinės komplektas su akumuliatoriais – tai pažangus sprendimas, leidžiantis ne tik gaminti elektros energiją, bet ir kaupti ją tam, kad tiekti vartotojui net tada, kai saulės nėra arba tinklo nėra. Toks sprendimas suteikia didesnį savarankiškumą, komfortą ir galimą finansinę naudą, ypač kai elektros tinklo kainos didelės arba tinklas nepatikimas.

Tačiau šis sprendimas nėra be trūkumų: pradinės investicijos didelės, akumuliatorių tarnavimo trukmė ribota, sistema sudėtingesnė ir reikalauja daugiau priežiūros. Todėl svarbu gerai apskaičiuoti, kiek energijos jums reikia, kokį rezervą norite turėti, kokios konstrukcijos variantai – ant stogo ar ant žemės – yra tinkami jūsų objekto sąlygomis.