- czy podłączone do sieci energetycznej: on-grid czy off-grid,
- z inwerterem centralnym, łańcuchowym (stringowym) czy z mikroinwerterami,
- wg wielkości (mocy): mikro, małe czy duże.
- reklama -
Instalacja on-grid czy off-grid
Off-grid (wyspowe) to instalacje niepodłączone do sieci energetycznej, stosowane głównie w obiektach, do których doprowadzenie sieci energetycznej jest niemożliwe lub nieopłacalne, np. w domkach letniskowych.Wyprodukowana energia elektryczna jest zużywana tylko na własne potrzeby, a dobowe nadwyżki energii magazynowane są w akumulatorach, częściowo także jako ciepła woda użytkowa (CWU), jeśli podłączymy do instalacji bojler elektryczny sterowany zegarem. Natomiast nie ma możliwości skompensowania letnią nadprodukcją zimowych niedoborów, gdy produkcja energii spada do kilku lub kilkunastu procent. Wówczas należałoby uzupełnić braki prądem z agregatu. Wadą tego rozwiązania jest także cena, obecnie koszt akumulatorów stanowiących dobowy magazyn energii praktycznie podwaja koszty całej instalacji fotowoltaicznej.
Zarządzanie ładowaniem akumulatorów i ew. uzupełnianiem niedoborów energii w instalacji może się odbywać za inwerterem (falownikiem), już po stronie napięcia sieciowego 230/400V AC
 |
| na podstawie: www.fronius.com/pl |
 |
| źródło: www.efrwp.pl |
On-grid to instalacje zalecane do większości zastosowań, dla wszystkich budynków podłączonych na stałe do sieci energetycznej. Produkowana energia jest zużywana na własne potrzeby, ewentualne nadwyżki są odprowadzane do sieci, a gdy produkcja instalacji PV nie pokrywa zapotrzebowania - energia jest z sieci pobierana. Rozliczeń z operatorami energetycznymi za nadwyżki wyprodukowanej i oddanej energii dokonuje się na podstawie odczytów z licznika dwukierunkowego. Sposób rozliczania jest uzależniony od wielkości instalacji oraz rodzaju odbiorcy. Jest to opisane w poście: >> Jak dobrać wielkość instalacji PV
 |
| na podstawie: www.fronius.com/pl |
Alternatywnym uzupełnieniem standardowej instalacji on-grid mogą być też sinusoidalne UPS dla wydzielonych obwodów z kluczowymi urządzeniami (kotłami, pompami, lodówkami...). Część nadwyżek energii w cyklu dobowym można dodatkowo zmagazynować jako ciepłą wodę w zbiorniku CWU lub buforowym, uruchamiając grzałki w dobowym szczycie produkcji energii.
- reklama -
Mikroinwertery czy inwertery łańcuchowe (stringowe)
Temat inwerterów centralnych pominiemy, bo stosuje się je tylko w bardzo dużych instalacjach. Możesz o tym poczytać na >> blogu Solaris. Pozostaje nam wybór między instalacjami:- z inwerterem łańcuchowym (stringowym),
- z inwerterem łańcuchowym i optymalizatorami,
- z mikroinwerterami.
Instalacje z inwerterem łańcuchowym bez optymalizacji
To rozwiązania dotąd dominujące. Polegają na tym, że moduły fotowoltaiczne łączone są ze sobą szeregowo w łańcuchy wytwarzające prąd stały o napięciu do 1000V i prądzie ok. 10A DC. Z każdego łańcucha modułów wytworzony prąd stały jest doprowadzany za pomocą dwóch jednożyłowych przewodów solarnych do wejść inwertera (falownika) stringowego. Często po drodze przewody solarne przechodzą jeszcze przez rozdzielnicę z ogranicznikami przepięć DC.
Inwerter przetwarza prąd stały na zmienny o napięciu sieciowym 1-fazowym 230V lub trójfazowym 400V. Wyjścia inwertera są podłączone do instalacji elektrycznej za pomocą przewodu instalacyjnego lub kabla ziemnego, doprowadzonego do tablicy bezpiecznikowej budynku.
Wadą instalacji z falownikami łańcuchowymi bez optymalizatorów jest fakt, że cały łańcuch pracuje tak, jak jego najsłabszy element. W jednym łańcuchu wszystkie moduły muszą być o tej samej mocy i pracować na połaci dachowej skierowanej w tę samą stronę świata.
Jeśli moduły PV trzeba ułożyć na 2 różnie ukierunkowanych połaciach dachowych, należy je podzielić na 2 łańcuchy (stringi) i zastosować droższy falownik z dwoma trackerami MPP, czyli układami śledzenia punktu mocy maksymalnej. Bez wchodzenia w szczegóły jest to niezbędne dla maksymalizacji wytwarzania energii w każdym z łańcuchów z osobna. Bez tego cała instalacja będzie wytwarzać mniej energii.
Falowniki bez optymalizacji jak najbardziej mogą być i są dalej stosowane zwłaszcza na instalacjach naziemnych i połaciach dachowych niezagrożonych choćby częściowym zacienieniem przez wystające elementy dachu, sąsiednie budynki lub drzewa. W tym rodzaju instalacji zabrudzenie, zacienienie, nadmierne zużycie lub uszkodzenie jednego modułu powoduje spadek albo wyłączenie produkcji energii w całym łańcuchu, bo cały string w danym momencie pracuje tak, jak jego najsłabszy element.
 |
| źródło: hoymiles.com |
Ważny jest też aspekt bezpieczeństwa pożarowego i porażeniowego. Instalację łańcuchową bez optymalizacji można tylko odłączyć od instalacji elektrycznej. W dzień każdy string może wytwarzać napięcie do 1000V i nie ma tego jak wyłączyć (chyba że nakryć plandeką). W razie pożaru straż nie będzie mogła gasić dachu z taką instalacją. Pozwoli mu się wypalić i będzie tylko zabezpieczać otoczenie.
Natomiast ogromną zaletą instalacji PV z inwerterami łańcuchowymi bez optymalizacji jest ich niższa cena, która powoduje, że koszt inwestycji w fotowoltaikę szybciej się zwraca.
Instalacje z inwerterem łańcuchowym i optymalizatorami (optimizerami)
W Polsce popularne są 2 marki: Solar Edge i Tigo.
Co daje zastosowanie ich optymalizatorów pod każdym modułem:
- zwiększenie produkcji energii nawet o 25%,
- zacienienie, zabrudzenie, awaria jednego modułu PV nie powoduje spadku produkcji energii przez pozostałe moduły w łańcuchu,
- do jednego falownika, nawet w jednym stringu podłączone mogą być moduły PV zamontowane na różnych połaciach dachowych, o różnych mocach i sprawnościach (praca każdego jest optymalizowana z osobna),
- w aplikacji, choćby na smartfon, można obserwować produkcję energii każdego modułu z osobna i od razu wyłapać miejsce awarii,
- można tworzyć stringi do 30% dłuższe, czyli np. zmniejszyć koszt instalacji, budując ich mniej,
- można wyłączyć produkcję każdego modułu z osobna (Tigo), w Solar Edge ograniczyć napięcie każdego z nich do ok. 1V, wtedy cały string może mieć np. bezpieczne napięcie 18V. Wówczas można gasić pożar na dachu, czy prowadzić prace serwisowe. Może to być wyzwolone automatycznie po zaniku napięcia sieciowego na falowniku lub wyłączone na życzenie przez aplikację.
Solar Edge i Tigo nieco różnią się w podejściu. Solar Edge wymaga, aby do ich falowników były zawsze stosowane ich optymalizatory i to pod każdym modułem PV. Przy czym same falowniki są tańsze niż porównywalnej jakościowo konkurencji. Bierze się to stąd, że zarządzanie produkcją prądu stałego odbywa się na poziomie optymalizatora, osobno pod każdym modułem PV, a falownik ma prostszą konstrukcję, ponieważ otrzymuje stałe napięcie wejściowe i dokonuje tylko konwersji prądu stałego (DC) na prąd przemienny (AC).
Natomiast optymalizatory i aplikacja Tigo współpracują także z falownikami innych firm, np. SMA, Froniusa, Zewersolar... Tigo dopuszcza też stosowanie swoich optymalizatorów TS4 tylko pod wybranymi modułami, zagrożonymi zacienieniem (oczywiście wtedy nie ma już pełnego monitoringu i takiego bezpieczeństwa pożarowego i porażeniowego). W Tigo jest kilka odmian modułów TS4, powyższy opis odnosi się do najbardziej funkcjonalnej wersji TS4...-O (Optimization).
 |
| źródło: aurorasolar.com oraz mcelectrical.com.au |
Instalacje z mikroinwerterami
Stosowanie mikroinwerterów niesie ze sobą zbliżone korzyści do płynących z zastosowania inwerterów stringowych z optymalizatorami. Mikroinwertery przetwarzające prąd stały z modułów PV na napięcie sieciowe 230V AC są umieszczone na dachu bezpośrednio pod panelami. Zależnie od wersji każdy mikroinwerter może przetwarzać prąd z 1, 2 lub 4 modułów fotowoltaicznych. Poszczególne mikroinwertery łączone są ze sobą przelotowo w łańcuchy i za pośrednictwem rozdzielnicy PV AC podłączane są do instalacji elektrycznej. Każdy łańcuch ma napięcie 230V AC oraz moc do 3,6kW. Jeden łańcuch podłącza się do instalacji elektrycznej do jednej fazy. Jeśli jest ich więcej, można je podłączyć do jednej, dwu lub trzech faz. Wyjścia mikroinwerterów są podłączone do instalacji elektrycznej za pomocą przewodu instalacyjnego lub kabla 3-żyłowego w powłoce UV-odpornej, najlepiej giętkiego (z żyłą z linki).
Każdy mikroinwerter niezależnie przetwarza prąd i zarządza pracą każdego z podłączonych modułów, dlatego można łączyć ze sobą moduły o różnej mocy, różnym stopniu zużycia, zabrudzenia czy zacienienia. W instalacji z mikroinwerterami każdy moduł zawsze pracuje z możliwie maksymalną wydajnością, dlatego produkcja prądu jest do 25% większa niż w porównywalnych instalacjach z centralnymi inwerterami łańcuchowymi bez optymalizacji, a podobna jak w instalacjach łańcuchowych z optymalizacją.
 |
| źródło: hoymiles.com |
 |
| źródło: hoymiles.com |
Instalacje PV z mikroinwerterami zapewniają wysoki poziom ochrony przed porażeniem - po zaniku lub odłączeniu zasilania sieciowego mikroinwertery wyłączają przetwarzanie energii i na dachu występuje tylko bardzo bezpieczne napięcie do 40V DC.
- reklama -
Mikro, małe czy duże
Mikroinstalacje to instalacje PV o mocy szczytowej do 50kWp. Dla właścicieli mikroinstalacji będących prosumentami przewidziane są korzystniejsze warunki rozliczania się za nadwyżki energii wyprodukowanej i przesłanej do sieci energetycznej.Prosument to odbiorca końcowy dokonujący zakupu energii elektrycznej na podstawie umowy kompleksowej, wytwarzający energię elektryczną wyłącznie z odnawialnych źródeł energii w mikroinstalacji, w celu jej zużycia na potrzeby własne, niezwiązane z wykonywaną działalnością gospodarczą. Prosumentem mogą zostać:
- osoby fizyczne,
- osoby prowadzące gospodarstwa rolne, rybackie, sadownicze, hodowcy pod warunkiem, że działalność ta nie jest objęta ustawą z dnia 2 lipca 2004 r. o swobodzie działalności gospodarczej
- jednostki samorządu terytorialnego,
- spółdzielnie i wspólnoty mieszkaniowe,
- kościoły, związki wyznaniowe,
- małe i średnie firmy, dla których wytwarzanie energii nie stanowi przedmiotu przeważającej działalności gospodarczej (od 28.08.2019r.).
Mikroinstalacje o mocy do 6,5kW mają także duże ułatwienia budowlane - do ich zainstalowania nie są wymagane żadne zgody ani projekt budowlany, wystarczy schemat instalacji. Podłączenie mikroinstalacji do sieci energetycznej jest dokonywane na podstawie zgłoszenia instalatora już po wykonaniu instalacji.
Dokładnie opisuje to >> Procedura PGE przyłączania mikroinstalacji. U innych operatorów może się to różnić w szczegółach, ale będzie podobnie.
Wykonać i zgłosić mikroinstalację może każda osoba posiadająca:
- uprawnienia budowlane
lub
- certyfikat instalatora OZE wydany przez UDT
lub
- uprawnienia SEP G1 E do 1kV.
Małe to instalacje PV o mocy szczytowej od 50 do 500kWp.
Duże to instalacje PV o mocy szczytowej ponad 500kWp.
Do ich wykonania wymagane jest wypełnienie całego szeregu formalności, w tym uprzednie wystąpienie do operatora energetycznego z wnioskiem o określenie warunków przyłączenia. Będzie także wymagane wykonanie projektu budowlanego.
Zobacz: >> Procedura PGE przyłączania wytwórców.
