Покривни соларни системиИнтегриране към ел. инсталации на сгради Когато говорим за покривни соларни системи, обикновено си представяме разположените върху покрива на сгради фотоволтаични панели. Те обаче са само видимата отвън част на една цялостна система, състояща се от много повече компоненти. Всички те заедно правят възможно не само производството на електричество от слънчевата енергия, но и преобразуването, съхранението, контрола и употребата му. За да функционира правилно, покривната соларна система трябва да бъде свързана правилно и с подходящите елементи към електрическата инсталация на сградите. Ще разгледаме различни варианти на свързване и използваните в тях продукти и решения на водещи производители.
текст Вела Динкова
Изграждането на сградно интегрирани фотоволтаични системи (BIPV) е включване на фотоволтаици (PV) в обвивката на сградата, при което те изпълняват двойна функция – заместват конвенционалните строителни материали и генерират електричество. Като се има предвид, че покривно интегрираните фотоволтаици спестяват пари за традиционните строителни покривни материали и произвеждат енергия от слънцето за нуждите на сградата, се оказва че съотношението предимства/разходи е в тяхна полза. Те често имат по-ниски общи разходи от фотоволтаични системи, които изискват отделно специални монтажни системи. Ето защо все повече потребители и инвеститори се насочват към тях. Независимо от типа покривна соларна система, включването към проекти на сгради винаги изисква използване на специални продукти за интеграция към електроинсталацията на сградите и към електроразпределителната мрежа при мрежово свързаните (in-grid) инсталации.
Компоненти за интегриране на покривни соларни системи към ел.инсталацията на сгради
Една цялостна покривна фотоволтаична система включва няколко компонента. Фотоволтаичните модули, които се разполагат на покрива, могат да са от типа „тънък слой” или кристални, прозрачни, полупрозрачни или непрозрачни. В системите от „островен тип”, които нямат връзка с електроразпределителната мрежа, ще са необходими форми за съхраняване на излишната енергия – батерии и акумулатори и контролери за зареждането им. Контролерите регулират зареждането и спират протичането на ток към устройствата за съхранение, когато те са напълно заредени. Така се избягва презареждане на батериите и акумулаторите, което може да намали живота им. Контролерите обикновено имат вградени функции за защита срещу късо съединение, пренапрежение и обръщане на поляритета. За улеснение на контрола над системата предоставят измерване на основни параметри и лесна визуализация на статуса на панела, акумулатора и консуматора. Функциите на батериите и акумулаторите в системите, свързани с електроразпределителната мрежа, се поемат от нея.
Във всички случаи е необходимо оборудване за преобразуване на енергията – инвертор, който конвертира, произведения от фотоволтаичната инсталация прав ток (DC) в променлив (АС), подходящ за използване от електрическата мрежа. В правия ток на фотоволтаиците посоката на движение е винаги една, докато в електрическата инсталация на сградите токът е променлив и полюсите се сменят многократно. Електрическите уреди в сградите консумират променлив ток от електроинсталацията. Това означава, че свързването на соларния проект с ел.инсталацията на сградата трябва да стане чрез инвертор, който да променя полюсите на тока от фотоволтаиците по същия начин както те се променят в електрическата инсталация на сградите. Проводниците и инверторите предизвикват лека загуба на енергия, така че произведеният променлив ток е около 90-95% от преминаващия през тях прав ток.
Част от системата са и кабелите за свързване на отделните части и електромерите, които отчитат колко ток се консумира и колко отива към или идва от обществената мрежа. За по-големите проекти е необходим и трансформатор. Той повишава до необходимата стойност полученото след инвертора променливо напрежение. Има и случаи, при които се избягва необходимостта от поставяне на трансформатор в изхода на инвертора. При тях постоянното напрежение се повишава със специални схеми още преди да се преобразува в променливо. Безтрансформаторните конфигурации са по-леки и компактни, но и по-скъпи. Ако системата е самостоятелна, за да се компенсира връзката с електроразпределителната мрежа може да се добави допълнителен източник на електричество, например дизелов генератор. Той ще доставя електричество към ел.инсталацията на сградата, ако фотоволтаиците не произвеждат ток (през нощта) и ако зарядът на батериите е изчерпан.
BIPV системи могат или да комуникират с наличната електроразпределителна мрежа, или да се проектират както самостоятелни системи, извън обществената мрежата.
Покривни соларни системи, свързани с обществена електроразпределителна мрежа
Мрежово свързаните (in-grid) покривни соларни системи могат да предоставят ток на електроразпределителната мрежа и да получават от нея. Ползите от производство на електроенергия в точката на консумация включват спестявания, дължащи се на намалени загуби от пренос и разпределение, и спестявания от по-малки сметки за електричество, защото пиковете на производство кореспондират с периодите на върхово потребление.
В мрежово свързаните покривни соларни системи батерии за съхранение на електричество не са необходими. Самата мрежа ще допълни PV електроенергия. Произвежданата от покривната соларна система електроенергия захранва сградата и изпраща излишъка в обществената електрическата мрежа, когато търсенето на потребителите в сградата е ниско. Когато увеличението на консумация на електроенергия е такова, че не може да се осигури с PV инсталация, се предоставя допълнително електричество от електроразпределителната мрежа.
Много от производителите на соларни системи предлагат и свързване с външни системи за мониторинг с опция за дистанционно наблюдение.
Така ако свържете покривната си соларна система и с някой от порталите за дистанционно наблюдение, при всяко влизане в сайта на мониторинговата система ще можете да наблюдавате и анализирате състоянието на системата си.
Покривни соларни системи без връзка с обществена електроразпределителна мрежа
За самостоятелни системи (off-grid) се изискват батерии, които да съхраняват излишната енергия, произведена от PV. Тази система се използва предимно в отдалечени или селски райони, където не е на разположение доставка на електроенергия с помощната на електроразпределителна мрежа. Имат голямо значение за промишлени, военни и селскостопански обекти, далеч от населени места, при които прекарване на електропровод е нерентабилно. Те трябва да бъдат оразмерени за посрещане на върхово потребление при най-ниските прогнози за производство на енергия. За да се избегне оразмеряване на PV и батериите над оптималното за необичайни или случайни пикови натоварвания се използва резервен генератор.
Производителите на покривни соларни системи, които предлагат самостоятелни решения имат готови конфигурации от батерии, акумулатори, зарядни регулатори и инвертори според типа, площта и мощността на покривните фотоволтаични панели. Същото се отнася и за свързаните с мрежите системи. Така, използвайки цялостни решения, включващи всички компоненти от системата по подбор на производителя или доставчика, ще получите оптимално свързване с ел.мрежата.
Предложения на пазара за интегриране на покривни соларни системи към ел. инсталации на сгради
Siemens предлага обширно портфолио за големи и средни фотоволтаични системи. Инверторите SINVERT са подходящи за соларни системи от 10kW до 2400kW. SINVERT PVM безтрансформаторни инвертори постигат ефективност над 98%. Инсталирането е лесно, поддръжка не е необходима заради високото качество на компонентите, а гаранцията е 20 години. Лесно могат да се следят дистанционно и да се контролират със система за мониторинг на фотоволтаичната инсталация.
Серията SINVERT 800 PVS включва устройства с номинална мощност от 680kW, 720kW, 760kW и 800kW. Сертифицирането в съответствие с UL (Underwriters Laboratories), CSA (Canadian Standards Association) и IEC (Международна електротехническа комисия) позволява глобална употреба на инверторите на Siemens. Благодарение на тяхната висока номинална мощност и висока ефективност, новите модели имат важен принос за гарантиране на ефективността на средни и големи фотоволтаични проекти.
ABB има над 40 години опит с предлагане на инвертори с доказана ефективност. За фотоволтаични проекти фирмата разполага с широка гама инвертори за малки, средно големи и големи централи. PVS300 от 3.3 до 8 kW са инвертори на ABB за икономически ефективно преобразуване на прав ток, генериран от слънчеви панели в променлив ток с високо качество, който може да захранва енергийната мрежа. Проектирани да отговарят на нуждите на цялата верига от доставка до крайни потребители, тези еднофазни инвертори са подходящи за малки и средно големи фотоволтаични системи, свързани към обществена електрическа мрежа. Те имат редица предимства като например компактност, лекота в използването, висока обща ефективност, вградени устройства за мониторинг и защита на системата и открит IP55 корпус с допълнителни функции за безопасност. Освен това се характеризират с високо максимално входно напрежение, широк DC диапазон на входното напрежение, контролен блок с графичен дисплей, интегриран мониторинг на данните и поддържащи функции за мрежата.
SMA Solar наскоро представи на българския пазар новите си решения SUNNY TRIPOWER – трифазни инвертори за мощности от 8 до 17kW. Те са подходящи както за сградно интегрирани соларни системи, така и за големи централи. Инверторите, предназначени за покривни соларни системи са с голяма ефективност (повече от 98%), което осигурява голям добив на енергия, максимални печалби и бързо изплащане на инвестицията. Те работят с два отделни MPP тракера и така дават максимална изходна мощност като намаляват ефекта от засенчване на клетките в инсталацията. С тези продукти е възможна оптимизация на работата на всякакъв вид инсталации.
SolarMax има богата гама инвертори за всякакви фотоволтаични проекти. Независимо от това дали е фотоволтаична система за едно- или многофамилен дом, земеделска или индустриална сграда, или е за един мегавата електрическа станция, инверторите на SolarMax надеждно и ефективно конвертират правия ток в съвместим с мрежата променлив ток. Освен това, продуктовото семейство включва серия от решения за комуникация и за контрол, както и софтуерни инструменти, разработени за специфични задачи.
Едно- и трифазните инвертори от сериите SolarMax S, P и МТ с номинална мощност от 1.8 до 15kW са предназначени за малки и средни соларни проекти. Специална тракер система спомага за минимален ефект от засенчването. Интегрираното пространство за връзките дава възможност за бързо и лесно свързване на всички необходими кабели. В духа на специалната концепция за интегриране в сгради P серията е с пасивно охлаждане. Възможно е свързване с интернет и проверяване на дейността на системата от оператори по всяко време чрез SolarMax MaxMonitoring App.
AEG в областта на съвременните соларни решения предлага световно разпространено портфолио от продукти и услуги. Опитът на AEG Power Solutions в соларната индустрия започва с първия им 30kW соларен инвертор, създаден през 1984 г. Днес линията инвертори Protect PV се основава на този опит, за да предложи ефективно решение в производството на електроенергия. Трифазните инвертори от линията с мощност 8, 10, 12.5 и 15kW имат висока ефективност (98%), безтрансформаторен дизайн, компактност и лекота (само 35кг.) Проектирани са с функции за стабилизиране на мрежата, с регулиране на нивото на мощност, контролиране на консумираната мощност и неизправностите. Настроени са с мрежовите кодекси за 21 европейски страни, включително България.
Уникалната AEG PS “easy” опция значително опростява монтажа и въвеждането в експлоатация. Тази функция се състои в интегриран уеб сървър за лесна настройка на параметрите и мониторинг чрез стандартен уеб браузър на свързания компютър. Компютърът комуникира само с един инвертор, който настройва всички настройки за цялата инсталация. Автоматично тези настройки се повтарят за допълнителните инвертори.26/05/2013 |
