Falowniki hybrydowe receptą na blackout?

W Europie nie milkną głosy o możliwości wystąpienia dłuższej przerwy w dostawie energii elektrycznej, czyli tzw. blackoutu. Część państw już ostrzega mieszkańców przed taką sytuacją, również w Polsce. Początkiem grudnia na Twitterze Rządowego Centrum Bezpieczeństwa pojawił się wpis o tym jak radzić sobie w momencie wystąpienia blackoutu. Jak sytuacja wygląda w przypadku posiadaczy instalacji fotowoltaicznych? Czy taka instalacja jest w stanie uchronić ich przed brakiem zasilania?

Czym jest blackout?

Blackout jest rozległą awarią energetyczną o nagłym i niespodziewanym charakterze, w wyniku czego następuje długotrwała przerwa w dostawie energii elektrycznej. Przyczyn może być wiele, jednak największy wpływ na wystąpienie tego typu awarii mają ekstremalne zjawiska pogodowe, w tym obfite opady śniegu czy upały. Nie jest możliwe zabezpieczenie się w 100 % przed blackoutem. 

Jak taka awaria odnosi się do użytkowania instalacji fotowoltaicznych?

Wydaje się, że skoro głównym zadaniem instalacji fotowoltaicznych jest produkcja energii elektrycznej to wystąpienie zjawiska typu blackout ich nie dotyczy. Rzeczywistość okazuje się inna. Instalacje, które oparte są o szeregowy falownik podłączony do sieci, są podatne na awarie sieci. Dlaczego? Wszystkie falowniki, które są w stanie wprowadzać energię wytworzoną w systemie fotowoltaicznym, wyłączą się w momencie zaniku napięcia w sieci energetycznej. Podyktowane jest to głównie kwestią bezpieczeństwa osób, które będą usuwać takie awarie. 


Falowniki hybrydowe pracują bez względu na zanik napięcia

Inaczej sprawa wygląda w przypadku instalacji fotowoltaicznych wyposażonych w falowniki hybrydowe. Ich zastosowanie umożliwia zaopatrzenie systemu w magazyny energii. Jakie są główne korzyści takiego rozwiązania?

  • przede wszystkim zwiększenie zużycia własnego energii elektrycznej (tzw. autokonsumpcji); nadwyżki wyprodukowanej energii w pierwszej kolejności gromadzone są w akumulatorach a nie oddawane bezpośrednio do sieci
  • korzyści z ograniczenia obciążenia szczytowego- obciążenie szczytowe to czas w ciągu dnia, kiedy mamy największe zapotrzebowanie na energię, najczęściej wieczorem. Korzystając w tym czasie z energii zgromadzonej w akumulatorach można ograniczyć pobieranie energii z sieci
  • zapewnienie podtrzymania obciążeń krytycznych- w przypadku zaniku napięcia w sieci (wystąpienie awarii, np. blackout) można zapewnić działanie najważniejszych urządzeń w budynku

W tym miejscu należy zwrócić uwagę na rodzaje zasilań:

  • backup - zasilanie awaryjne, w przypadku zaniku napięcia w sieci falownik zasila tylko wydzielone obwody elektryczne
  • full backup - pełne zasilanie awaryjne - w przypadku zaniku napięcia w sieci falownik przechodzi w tryb pracy wyspowej i zasila wszystkie obwody w budynku z magazynu energii oraz bieżącej produkcji z instalacji fotowoltaicznej
  • Multi Flow Technology - jednoczesne przesyłanie energii w dwóch kierunkach, np. zasilanie budynku z magazynu energii i jednoczesne ładowanie go z fotowoltaiki

Jak dostosować instalację fotowoltaiczną do pracy w trybie zasilania awaryjnego? Załóżmy, że system jest już wyposażony w falownik hybrydowy. Oprócz niego należy zastosować:

  • licznik poboru i zużycia energii
  • przełącznik, który przełącza układ w tryb zasilania awaryjnego
  • magazyny energii


Jak dobrać pojemność magazynu energii?

Pojemność magazynu energii najlepiej dobrać do zużycia energii w godzinach, w których sieć w budynku nie jest zasilana z instalacji fotowoltaicznej. Jeżeli użytkownik nie wie dokładnie ile kWh energii zużywa może to sprawdzić w prosty sposób - wystarczy odczytać wskazanie licznika po zmroku i następnego dnia rano. Różnica wskaże zużycie w godzinach nocnych. Drugim, bardzo ważnym aspektem jest pobór szczytowy w domu. Akumulator pracuje z określonym napięciem i maksymalnym poborem prądu. Jeżeli w danej chwili w budynku pobór energii będzie zbyt duży akumulator nie będzie w stanie dostarczyć takiej ilości energii i wyłączy się. Wtedy trzeba zastosować większy akumulator, żeby zwiększyć napięcie pracy, a tym samym zwiększyć maksymalny pobór.

Kluczową kwestią jest również sprawdzenie kompatybilności akumulatora danego producenta z konkretnym modelem falownika fotowoltaicznego. Same akumulatory dają również możliwość rozbudowy o kolejne segmenty. Charakteryzują się elastycznością pod kątem przyszłej rozbudowy. Jeśli użytkownik zauważy, że pojemność danego akumulatora jest za mała może tę pojemność zwiększyć kupując dodatkowy segment.