- Cum alegem un sistem fotovoltaic?
În ultima perioada, datorita preturilor mari ale furnizorilor de electricitate tot mai mulți oameni își instalează sisteme fotovoltaice, generatoare eoliene, micro turbine hidroelectrice. Totusi, alegerea unui sistem fotovoltaic nu este cea mai simpla treabă.
În primul rand, probabil ca ar trebui sa pornim de la un calcul al necesarului de energie electrica. Avem doua variabile importante de luat în calcul.
1. Puterea debitata de sistemul fotovoltaic în funcție de consumul mediu lunar. Pentru a afla aceasta putere necesara, se poate folosi o formula de calcul cu rezultate aproximative acceptabile.
P= Kwl/z/hS*1.8
P = puterea debitata de sistemul fotovoltaic
Kwl= numărul mediu lunar de kw
z= zilele dintr-o luna (numărul de ore însorite pe an cf vremea.ro sunt de aproximativ 2100 =>o medie de aprox 6 ore. Evident sunt ani mai însoțiți, vara sunt mai multe ore de soare și se produce mai mult, iar iarna mai puțin. De asemeni panourile monocristaline despre care vom vorbi mai tarziu pot debita energie chiar și pe timp inorat. În aceasta situație noi vom lua un număr de 7 ore de soare în medie /zi)
hS= numărul de ore cu soare mediu/zi
1.8 reprezinta un coeficient de corecție deoarece nu întotdeauna panourile primesc radiația solara perpendicular și nici condițiile atmosferice nu sunt întotdeauna ideale.
Exemplu de calcul cu un consum mediu de 400 kw lunar.
P = 400/30/7*1.8=3.43 kw deci ar fi suficient un invertor de 3.5 kw.
Aceasta formula se poate aplica pentru sistemele on grid, ce exporta energie în sistemul național, deoarece produc energie cu o putere medie dar aceasta energie poate fi consumata și cu vârfuri de putere consumata. De ex producem 3.5 kw într-o ora dar avem un consumator de 7 kw timp de 30 minute consumul mediu va fi de 3.5 kwh.
Totuși pentru a se complica lucrurile și mai mult paritatea pret energie produsa / preț energie consumata, deși a fost anunțată ca 1/1 cu surle și trâmbițe, este undeva la 1/3 deoarece raportul 1/1 se refera doar la prețul de producție mediu al anului trecut și nu este inclus TVA și preturile de distribuție. Asa ca, din nefericire, pentru a se ajunge la un cost 0, trebuie sa adăugăm la formula noastră acest raport de 1/3 și va trebui sa producem de 3 ori mai mult, deci puterea necesara a invertorului trebuie înmulțita cu 3 ( sau cu raportul preț energie produsa de prosumator/ preț energie achiziționată). În cazul exemplului nostru, dacă avem un consum mediu lunar de 400 kw, pentru a putea ieși cu 0 costuri la factura de energie electrica avem nevoie de un sistem ce produce 3.5kw*3= 10.5 kw.
Pentru puteri mai mici ale sistemului se obține aport la costurile facturilor de energie. Aici gasiti un calculator pentru sistemele on grid.
2. Puterea maxima absorbita. Aceasta putere trebuie cunoscuta in cazul sistemelor off grid. Puterea maxima a invertorului va fi calculata luand in calcul insumand puterile tuturor aparatelor electrocasnice din casa si rezultatul fiind inmultit cu un coeficient de simultaneitate Pmax= Ptot*Ks unde Ks este coeficientul de simultaneitate si este intotdeauna subunitar. Se mai poate aproxima aceasta putere maxima absorbita adunand puterile tuturor aparatelor care pot fi conectate simultan. In cazul in care invertorul nu suporta ( nu poate produce) aceasta putere, acesta se poate bloca din cauza suprasarcinii sau poate sa acopere diferenta cu aport din retea . Pentru sarcini mai mari neacoperite de invertor se poate include in schema un ATS ( automatic transfer switch - comutator automat de sarcina) . De regula, pentru o locuinta obisnuita puterea unui invertor off grid este intre 3.5 si 5.5 kw monofazat.
Tipul invertorului invertoarele pot fi de mai multe tipuri
1. On Grid - produce energie si o injecteaza in retea. Marea majoritate stiu sa exporte energie in retea in functie de preferintele utilizatorului. De exeplu export 0 pana la obtinerea dosarului de prosumator . Acest lucru se realizeaza de cele mai multe ori cu ajutorul unui contror bidirectional cunoscut si ca power meter sau smart meter , ce transmite date despre consum invertorului. Pot fi cu stocare sau fara stocare de energie . Cele fara stocare functioneaza si produc energie atat timp cat este soare. De principiu sistemul functioneaza astfel: energia produsa este livrata in retea , furnizorul de energie o cumpara , apoi cu banii obtinuti prosumatorul isi cumpara energie in alta perioada a anului sau noaptea. Procedura si documentele necesare pentru intocmirea dosarului de prosumator pot fi gasite in monitorul oficial 222 din martie 2022. Sistemele on grid pot functiona cu sau fara acumulatori. In cazul in care sunt dotatecu acumulatori pot prioritiza in perioadele fara soare consumul din energia stocata in acumulatori mai intai. Acese invertoare sunt proiectate sa intrerupa furnizarea energiei electrice la penele de curent din retea. Daca se opreste tensiunea din retea invertorul va intra in standby. Trebuie sa functioneze in acest fel deoarece este conectat in paralel cu reteaua si daca se intrerupe furnizarea energiei el ar continua sa injecteze tensiune in retea. Acest regim nu este de dorit deoarece se pot produce accidente sau daune. Pentru alimentarea unor consumatori esentiali si in lipsa energiei din retea in cazul in care sistemul este dotat cu acumulatori se foloseste o automatizare tip backup box. Aceasta comunica cu invertorul si contorul bidirectional prin interfata seriala si este capabil sa izolze invertorul de retea in cazul unor situatii anormale ( lipsa tensiune sau parametri necorespunzatori de tensiune sau frecventa) si sa asigure alimentarea cu energie in orice conditii. Parametrii energiei livrate de aceste invertoare si setarile protectiilor sunt definite de ordinul ANRE 228/2018. Instalatorul trebuie sa se asigure ca a setat corect acesti parametri.
2 Off Grid Produc energie pentru uzul intern si nu o injecteaza in retea. Pot functiona independent sau in tampon cu reteaua electrica - adica absorb energie si din retea in situatiile in care nu exista suficienta energie disponibila in acumulatori sau panouri. Acest lucru este configurabil. ( cand si cum sa consume si care sunt prioritatile). Pot fi hibride si sa foloseasca mai multe surse de energie : reteaua electrica, panouriole fotovoltaice si acumulatorii. In locul retelei electrice pot functiona in tampon cu generatoare electrice. Asa cum am spus mai sus in situatiile in care consumul maxim poate depasi puterea invertorului se pot echipa cu ATS-uri. Pentru intelegerea schemei de conectare a acestor invertoare se poate face analogia cu o sursa. Au o intrare pentru retea intocmai unei surse sau transformator si o iesire. Mai au o intrare sau mai multe pentru panourile fotovoltaice. Sirurile de panouri solare sunt cunoscute si sub numele de stringuri. Invertoarele mai noi sunt echipate cu controlere solare de tip MPPT ( Max power point tracking ) mai eficiente ce permit tensiuni mai mari din panouri. Aceste invertoare pot functiona si fara acumulatori. Exista si invertoare dotate cu controlere de tip PWM ( power with modulation ) la care incarcarea acumulatorii printr-un sistem de impulsuri. La aceste controlere tensiunea din panouri trebuie sa fie apropiata de cea acumulatorilor. Cotrolerele pot fi interne sau externe. In cazul in care sunt externe se achizitioneza separat.
