Systemy zasilania HUB Victron Energy z magazynowaniem energii

 

Wstęp

     Energia produkowana w panelach fotowoltaicznych i generatorach wiatrowych oraz energia zużywana przez podłączone bezpośrednio do nich odbiorniki prądu nigdy nie są sobie równe. Efektem tego jest zwrot energii do sieci energetycznej kiedy wytwarzany jest nadmiar energii, oraz pobór energii z sieci kiedy wytwarzana energia jest niewystarczająca. Im więcej energii słonecznej lub energii uzyskanej z wiatru jest pozyskiwane, tym większa trudność i rosnące koszty związane z zapewnieniem stabilności sieci. Dlatego też pośrednie magazynowanie energii staje się podstawowym narzędziem aby ograniczyć wahania energii w sieci a także zapewnić niezależność i bezpieczeństwo energetyczne użytkownika.

     Ponadto, gdy taryfy gwarantowane nie zapewniają szybkiego zwrotu inwestycji, a z drugiej strony rośnie zapotrzebowanie na energię w domu, system zasilania z magazynowaniem energii zapewnia pewniejsze stabilne zasilanie każdego dnia. Pośrednie magazynowanie zwiększa wykorzystanie pozyskiwanej energii słonecznej lub wiatrowej.

Naturalnym kolejnym krokiem jest 100% samowystarczalność i niezależność od sieci zewnętrznej.

 

"Victron Energy Storage Hub" oferuje gotowe rozwiązania z dodatkowymi korzyściami.

Dzięki dziesiątkom tysięcy niezależnych systemów wyspowych off-grid oraz systemów on-grid w sieciach interaktywnych instalowanych na całym świecie, Victron Energy posiada ogromne doświadczenie i gotowe produkty zaprojektowane w celu optymalizacji działania układów zasilania wykorzystujących odnawialne źródła energii.

  • Akumulator
    Jądrem systemu HUB jest akumulator, który ładowany jest w przypadku nadwyżki energii i rozładowywany gdy konsumpcja przewyższa produkcję.
    Tubowe płyty akumulatorów kwasowo-ołowiowych OPzS i OPzV a także akumulatory żelowe przystosowane do pracy cyklicznej i głębokiego rozładowania znajdują idealne zastosowanie zarówno w interaktywnych sieciach jak i w niezależnych systemach wyspowych. Alternatywnie, akumulatory litowo-jonowe LiFePO4 są preferowane do zastosowań gdy konieczna jest wysoka efektywność ładowania i rozładowywania, a także gdy istotny jest mały rozmiar oraz waga.
  • Niezależność od zewnętrznej sieci energetycznej
    Z wystarczającą pojemnością akumulatorów lub dodatkowym agregatem prądotwórczym, można osiągnąć całkowitą niezależność od zewnętrznej sieci energetycznej. Dzięki odpowiedniej konfiguracji połączeń i zaprogramowaniu urządzeń wielofunkcyjnych Victron Energy MultiplusQuatro możliwe jest budowanie systemów, które korzystają z sieci w celu uzupełnienia niedoboru energii całkowicie blokując jednocześnie możliwość przekazywania do sieci energii wyprodukowanej przez instalację fotowoltaiczną. Można również skonfigurować system w taki sposób aby nadmiar wyprodukowanej energii odsprzedawać operatorowi sieci zewnętrznej.
  • Niezauważalne przełączenie w trakcie awarii zasilania
    Zmagazynowana w akumulatorach energia może być użyta aby zapewnić ciągłe zasilanie w energię podstawowym urządzeniom podczas awarii zasilania. Przełączenie pomiędzy zasilaniem z zewnętrznej sieci energetycznej a zasilaniem z akumulatorów jest na tyle szybkie, że pozostaje niezauważalne dla większości urządzeń.
  • Przyjazne sieci
    System Victron Energy Storage HUB może być używany do zmniejszenia szczytowego zapotrzebowania na energię pobieraną z sieci. Realizowane jest to poprzez okresowe zasilanie odbiorników w instalacji wewnętrznej z energii zmagazynowanej w akumulatorach, tak samo jak i poprzez przekazywanie nadmiaru produkowanej przez panele fotowoltaiczne energii podczas szczytu z powrotem do sieci.
  • Elastyczne
    Firma Victron Energy nie oferuje jednego systemu HUB, ale kilka alternatywnych konfiguracji, gdzie każda może być dopasowana do specyficznych wymagań. Odpowiednie skonfigurowanie systemu przez profesjonalnego sprzedawcę lub instalatora zapewnia uzyskanie optymalnych, najbardziej efektywnych rozwiązań.
  • Możliwość rozbudowy
    Dodatkowe moduły fotowoltaiczne pozyskujące energię słoneczną lub turbiny wiatrowe oraz akumulatory i inne dodatkowe urządzenia przetwarzające i kontrolujące mogą być podłączone istniejącego systemu w dowolnym późniejszym czasie. Istniejący system można rozbudowywać o kolejne urządzenia zwiększając np moc całego systemu lub np. zmieniając system jednofazowy w system 3 fazowy. Zainstalowanie paneli kontrolnych np. Color Control GXBMV-70x lub MPPT Control oraz ewentualnie dodatkowych modułów komunikacyjnych pozwala na pełną kontrolę układów z każdego miejsca z dostępem do internetu.

 

Alternatywne systemy "Victron Energy Storage": HUB-1, HUB-2, HUB-3, HUB-4

 

VE Storage Hub-1
Hub-1 jest najbardziej efektywnym rozwiązaniem kiedy większość energii wyprodukowanej w panelach fotowoltaicznych jest magazynowana w akumulatorach w celu przyszłego wykorzystania oraz w nowych instalacjach budowanych z myślą o magazynowaniu energii. Jest to również rozwiązanie proste, najbardziej wytrzymałe i najtańsze.

 

Kontroler ładowania Victron Energy BlueSolar MPPT wykorzystuje energię słoneczną do ładowania akumulatora. Zmagazynowana energia jest używana przez przetwornicę/ładowarkę MultiPlus lub Quattro do zasilania prądem zmiennym AC obciążenia oraz ewentualnie aby zwrócić nadmiar energii do sieci. W przypadku awarii sieci, system HUB odłączy się od niej i będzie dalej działał jako niezależny system (w przypadku większości "zwykłych" systemów z inwerterami solarnymi awaria sieci powoduje automatyczne wyłączenie inwertera i pozostawienie użytkownika bez zasilani). Jeżeli energia ma być zwracana do sieci, zgodnie z lokalnym regulacjami prawnymi, w systemie trzeba zamontować dodatkowe urządzenie antywyspowe tzw. anty-islanding (właściwość zwracania energii do sieci energetycznej można zablokować programowo). 


 VE Storage Hub-2
Jest to najbardziej praktyczne rozwiązanie aby dodać akumulatory magazynujące energię do istniejącej instalacji z systemem fotowoltaicznym.

 

Prąd stały DC generowany przez baterie słoneczne jest konwertowany na prąd zmienny AC przez inwerter fotowoltaiczny PV połączony do wyjścia AC przetwornicy/ładowarki MultiPlus lub Quattro. Wejście AC urządzenia wielofunkcyjnego MultiPlus lub Quattro jest podłączone do zewnętrznej sieci energetycznej.  Energia z inwertera solarnego PV zasila bezpośrednio obciążenie. W przypadku niewystarczającej energii z paneli fotowoltaicznych, przetwornica/ładowarka  wspomoże system dodatkową energią z akumulatora lub z sieci zewnętrznej.
W przypadku pojawienia się nadmiaru energii z systemu fotowoltaicznego przetwornica/ładowarka, użyje dodatkową energię w pierwszej kolejności na doładowanie akumulatora i zwróci nadwyżkę energii do sieci zewnętrznej. W przypadku awarii sieci, HUB odłączy się od niej i będzie dalej działał jako niezależny system. Zaprojektowanie i uruchamianie rozwiązania jest bardziej skomplikowane niż dla HUB-1 z powodu interakcji pomiędzy przetwornicą/ładowarką  MultiPlus lub Quattro oraz solarnym inwerterem sieciowym stosowanym w instalacji fotowoltaicznej. Przetwornico/ładowarki MultiPlusQuattro firmy Victron Energy współpracują z dowolnymi inwerterami fotowoltaicznymi, jednak ze względu na możliwość optymalizacji i wymiany danych pomiędzy urządzeniami zalecane jest stosowanie inwerterów firmy FRONIUS. Jeżeli energia będzie zwracana do sieci urządzenie antywyspowe musi być użyte w systemie zgodnie z lokalnymi regulacjami prawnymi.


VE Storage Hub-4
Prąd DC generowany przez moduły słoneczne jest konwertowany na prąd zmienny AC przez inwerter solarny PV podłączony do wejścia AC przetwornicy/ładowarki MultiPlus lub Quatro tworząc tym samym drugą równoległą sieć z magazynami energii.


 

Energia z sieciowego inwertera solarnego PV zasila obciążenie bezpośrednio oraz dodatkowo poprzez przetwornicę/ładowarkę Victron Energy MultiPlus lub Quattro. W przypadku niedoboru energii z instalacji fotowoltaicznej, przetwornica/ładowarka zasili system dodatkowo z akumulatora. W przypadku nadmiaru energii wytworzonej przez baterie słoneczne przetwornica/ładowarka wykorzysta nadmiar do naładowania akumulatora. Kiedy akumulator będzie już całkowicie naładowany, energia z PV będzie przekazywana do zewnętrznej sieci energetycznej. W przeciwieństwie do rozwiązań HUB-1 i HUB-2 inwerter fotowoltaiczny wyłączy się w przypadku awarii zasilania. HUB będzie nadal zasilał obciążenie, lecz tylko niezbędne (np. oświetlenie, lodówkę, kuchenkę) dopóki nie rozładuje się akumulator. Taka konfiguracja zapewnia optymalne zurzywanie energii. Wyprodukowana przez panele fotowlltaiczne energia podczas dnia, jest magazynowana w akumulatorach i wykorzystywana do zasilania obciążenia zarówno w nocy jak i w dzień jeżeli wytwarzana energia z paneli jest niewystarczająca. Wszelkie nawyżki energi zostaną oddane do sieci publicznej. Panel sterujący Color contro GX zapewnia ciągłe monitorowanie przepływu energii oraz łatwe sterowanie przetwornicę/ładowarkę Victron Energy MultiPlus lub Quattro.

 

Istotne cechy wybranych systemów zasilania: GridAssist

Dzięki funkcji Victron Energy GridAssist przetwornica/ładowarka MultiPlus lub Quattro nie musi dorównywać oczekiwanemu szczytowemu poborowi prądu wymaganego przez obciążenie. Dzięki funkcji GridAssist, przetwornica/ładowarka jest stale zsynchronizowana z siecią i gdy obciążenie tego wymaga, dodatkowa energia jest pozyskiwana z sieci, co zapobiega wyłączeniu systemu z powodu zbyt wysokiego obciążenia.
GridAssist-1
To rozwiązanie służy do synchronizacji przetwornicy/ładowarki, ale nie połączonej na stałe z siecią. Połączenie z siecią (przez zamknięcie zabezpieczającego przekaźnika w przetwornicy/ładowarce) jest stosowane w przypadku:
- zbyt dużego obciążenia. Dodatkowa energia jest z pobierana sieci dopóki obciążenie nie zostanie zredukowane do poziomu, który może zapewnić przetwornica/ładowarka MultiPlus lub Quattro.
- nadmiar energii z PV jest wysyłany do sieci (jeżeli zezwalają na to regulacje prawne)

GridAssist-2
Alternatywą jest podłączenie HUB na stałe do sieci. Przetwornica/ładowarka będzie zarządzać swoją mocą tak, aby dopasować obciążenie i aby średnia pobierana energia z sieci była równa zero, z wyjątkiem przypadku gdy dochodzi do przeciążenia lub nadmiaru energii wysyłanej do sieci z powrotem.

UWAGA: Wymagane jest stabilne napięcie sieci!

Do pobrania:

Systemy zasilania Victron Energy VE Storage HUB