Sončna elektrarna s hranilnikom električne energije

Kako deluje hibridna sončna elektrarna (sončna elektrarna s hranilnikom električne energije)?

Hibridna sončna elektrarna ali elektrarna s hranilnikom električne energije je rešitev za vse, ki želijo optimalno izkoristiti prednosti proizvedene električne energije in si zagotoviti večjo neodvisnost od omrežja. V tem članku bomo opisali delovanje tovrstnih sistemov, njihove prednosti, postopek namestitve, zahteve za vzdrževanje ter stroške in se dotaknili donosnosti naložbe.

Sončna elektrarna s prigrajenim hranilnikom električne energije omogoča shranjevanje viškov, ki jih elektrarna proizvede in jih v gospodinjstvu ne porabimo sproti. Da bomo lažje razumeli vlogo hranilnika električne energije, moramo najprej razumeti, kako deluje sončna elektrarna brez hranilnika.

Sončni moduli, ki so običajno nameščeni na strehi objekta s pomočjo fotovoltaičnega procesa, proizvajajo enosmerno električno napetost. Ti so povezani na razsmernik, ki enosmerno električno napetost pretvori v izmenično, ta pa je primerna za uporabo na objektu.

Sončna elektrarna moči 11 kW lahko v ugodnih vremenskih razmerah proizvede tudi do 9 kW električne moči. Da bi porabili vseh 9 kW moči, ki jo proizvede sončna elektrarna, bi morali imeti vključenih več porabnikov: pralni stroj, sušilni stroj, pečica, indukcijska plošča, toplotna črpalka za gretje sanitarne vode… Le s hkratno uporabo vseh teh porabnikov bi lahko v tistem trenutku porabili vso proizvedeno energijo.

Ker pa običajno nimamo vključenih vseh prej naštetih porabnikov, se ustvarjajo viški, ki jih oddamo v električno omrežje.

Kako delujejo sončne elektrarne s hranilniki električne energije

Če imamo v sistem sončne elektrarne vgrajen tudi hranilnik električne energije, se viški energije, ki jih ne porabimo sproti v objektu, shranjujejo v hranilnik električne energije. Skozi dan se v hranilniku shranjuje električna energija, ki jo porabljamo v večernih urah, ko sončni paneli ne proizvajajo več električne energije.

Sistem s hranilnikom nam omogoča večjo neodvisnost od javnega elektro distribucijskega omrežja in hkrati zmanjšuje stroške električne energije.

Izpad elektro distribucijskega omrežja

Pogoj upravljalca elektro distribucijskega omrežja je, da se mora sončna elektrarna v primeru izpada elektro distribucijskega omrežja izključiti, saj bi v nasprotnem primeru električna napetost prehajala tudi v elektro distribucijsko omrežje. To bi pomenilo, da bi bilo javno omrežje še vedno pod napetostjo, kar pa bi onemogočalo odpravo okvare na omrežju.

Srce sončne elektrarne s hranilnikom električne energije je hibridni razsmernik. Hibridni razsmernik ima svoj sistem, ki nadzira porabo v hiši in “zna” kombinirati različne vire za porabo v hiši. Kako to deluje v praksi, si oglejmo v nadaljevanju, na treh primerih.

1. Vremenske razmere so ugodne in elektrarna ustvarja viške: v tem primeru bo hibridni razsmernik vse viške električne energije shranjeval v hranilnik električne energije.
2. Vremenske razmere so sicer ugodne, vendar je sončne panele zakril oblak in sončni paneli ne proizvedejo dovolj energije za porabo na objektu: razmernik bo vso proizvedeno električno energijo pošiljal v hišno omrežje, morebiten manko pa bo črpal iz hranilnika električne energije. Če v hranilniku ni dovolj energije, bo energijo “vzel” iz omrežja.
3. Izpad elektro distribucijskega omrežja: hibridni razsmernik bo zaznal izpad elektrodistribucijskega omrežja in se preko “odklopnega stikala” odklopil od omrežja”. Ob ugodnih vremenskih razmerah bo objekt napajal z energijo iz sončnih panelov, v primeru oblačnega vremena pa bo objekt napajal v kombinaciji s sončnimi paneli in hranilnikom električne energije.

Nekateri sistemi omogočajo še dodatno ugodnost, in sicer: hranilnik električne energije lahko polnimo v času nižjih cen električne energije, energijo pa porabljamo v času višjih cen.

Prednosti sončnih elektrarn s hranilniki električne energije

Sončne elektrarne s hranilniki električne energije prinašajo več prednosti:

• Neodvisnost od omrežja. Z lastno proizvodnjo in shranjevanjem električne energije postanete manj odvisni od javnega elektro distribucijskega omrežja.
• Nižji stroški. Izkoristite lahko večino električne energije, ki jo proizvedejo sončni paneli in s tem dejansko privarčujete.
• Zanesljiva oskrba z električno energijo. Možnost zagotavljanja električne energije tudi ob izpadu elektro distribucijskega omrežja.

Slabosti sončnih elektrarn s hranilniki električne energije

Kljub številnim prednostim imajo sončne elektrarne s hranilniki električne energije tudi nekaj slabosti:

• Visoki začetni stroški. Nakup in namestitev sistema je lahko draga investicija.
• Omejena kapaciteta in učinkovitost. Baterijski hranilniki imajo omejeno kapaciteto shranjevanja in nekaj izgub energije med shranjevanjem in sproščanjem.

Analiza porabe električne energije

Analiza in ocena porabe električne energije v objektu: Pred namestitvijo hibridne sončne elektrarne je potrebno čim bolj natančno analizirati porabo električne energije skozi dan. Dnevno porabo lahko spremljamo tudi preko portala Moj Elektro. Na ta način lahko čim bolj natančno določimo moč sončnih panelov in kapaciteto hranilnika električne energije in tako optimiziramo višino investicije.

Zahteve za vzdrževanje

Sončne elektrarne s hranilniki električne energije ne zahtevajo drugačnega vzdrževanja kot sončne elektrarne brez hranilnika. Za zagotavljanje optimalnega delovanje je priporočljivo:

• Čiščenje sončnih modulov. Če sončni moduli niso nameščeni pod kotom vsaj 30 stopinj, jih je priporočljivo vsaki 2 leti očistiti, saj dež z njih ne more sprati morebitnega cvetnega prahu in ostalih delcev, ki ostanejo na modulih.
• Občasne meritve. Priporočljivo je, da se na vsaki dve ali tri leta opravijo meritve, kjer lahko zaznamo morebitne slabe spoje, preko katerih so povezani sončni moduli. V primeru razrahljanja se spoji lahko začnejo pregrevati, kar pa lahko vodi do požara ali slabšega delovanja.
• Preverjanje delovanja sončnih modulov. Delovanje sončnih modulov lahko spremljamo preko aplikacije, preko katere spremljamo proizvodnjo električne energije. Tam lahko opazimo, če kateri od modulov ne deluje več.

Višina investicije in donosnost naložbe

Investicija v sončno elektrarno s hranilnikom električne energije je višja kot pri klasični sončni elektrarni, vendar so na voljo nepovratna sredstva, s katerimi lahko zmanjšamo strošek same naložbe.

Zaključek

Med prepoznavnimi blagovnimi znamkami na tem področju so TAB, Huawei, SolarEdge in drugi renomirani proizvajalci. S hranilnikom električne energije postanemo bolj neodvisni od elektro distribucijskega omrežja, s pravilno izbiro pa lahko porabimo večino električne energije, ki jo proizvede sončna elektrarna. Pri načrtovanju sončne elektrarne je pomembno, da je ne predimenzioniramo in čim bolj približamo letni porabi električne energije.