Dzięki zastosowaniu najnowszych technologii możemy zwiększyć rentowność przydomowej instalacji fotowoltaicznej. Systemy zarządzania energią, współpraca fotowoltaiki z pompą ciepła, automatyką budynkową, ze stacjami ładowania samochodów elektrycznych czy inteligentne i zaawansowane sterowniki – to tylko niektóre rozwiązania pozwalające na efektywne wykorzystanie wyprodukowanej przez nas energii i przybliżające nas do „domu bez rachunków”.
W przypadku mikro instalacji (do 50 kWp), które zostały zgłoszone do OSD po 31 marca 2022 roku, zgodnie z ustawą o odnawialnych źródłach energii obowiązuje system net-billingu, w którym nadwyżki wyprodukowanej energii prosument odsprzedaje do sieci po cenach rynkowych. System net-billingu z założenia ma zachęcać prosumentów do możliwie największego wykorzystania wyprodukowanej energii w czasie gdy jest ona wytwarzana. Oznacza to, że jeśli prosument nie poczyni starań aby tak się działo, narazi się na straty finansowe, gdyż nawet jeśli będzie mógł później odkupić energię po takiej samej cenie, dodatkowe opłaty, na przykład za dystrybucję energii, spowodują, że operacja jest dla niego nieopłacalna.
Biorąc pod uwagę, że dla najprostszej instalacji fotowoltaicznej stopień auto konsumpcji (część energii bezpośrednio zużywanej na potrzeby własne, zwana też autarkią) to zaledwie 25-30%, straty prosumenta mogą być znaczne w porównaniu do sytuacji, w której energia wyprodukowana jest zużywana na bieżąco w jego instalacji.
Zmieniając nawyki użytkowników np. poprzez planowanie załączania (ręcznie, programowo lub inteligentne) bardziej energochłonnych odbiorników w godzinach największej produkcji energii ze słońca, możemy uzyskać poprawę takiego stanu, a stopień autokonsumpcji podnieść nawet do 50%.
Idea zarządzana zużyciem energii w budynku jednorodzinnym w celu zwiększenia stopnia wykorzystania produkowanej energii (Źródło: Fronius Polska)
Zarządzanie energią PV daje więc wymierne korzyści, ponieważ energia jest wykorzystywana w czasie, kiedy jest produkowana i nie musi być oddawana do sieci. Po pierwsze – sieć nie jest obciążona, a po drugie – prosument oszczędza pieniądze.
Instalacja PV opłaca się zawsze, jednak inwestycja w nią zwraca się szybciej, kiedy możliwie największa ilość samodzielnie wytworzonej energii zostanie wykorzystana na potrzeby własne. Możliwości wykorzystania nadwyżki produkowanej energii jest wiele. Przykładem mogą być inteligentne rozwiązania od firmy Fronius, którym przyjrzymy się poniżej.
System zarządzania energią
Jednym z rozwiązań wspomagającym użytkownika instalacji fotowoltaicznej w wydajnym wykorzystaniu samodzielnie wytworzonej energii, jest system zarządzania energią. W zależności od dostępnej nadwyżki automatycznie włącza lub wyłącza poszczególne odbiorniki, pomagając zwiększać stopień zużycia własnego. Dzięki temu niewiele energii oddaje i pobiera się z sieci, co pozwala uzyskać duże oszczędności.
Schemat połączeń (Źródło: Fronius Polska)
Falowniki Fronius mają w standardzie, aż cztery cyfrowe wyjścia do zarządzania energią wraz z cyklami pracy zależnymi czasowo. Dodatkowo, po wyposażeniu instalacji w inteligentny licznik (np. Fronius Smart Meter), można sterować zewnętrznymi urządzeniami na podstawie wartości nadwyżki mocy w budynku, a nie mocy chwilowej w instalacji PV. Do odbiorników, których zarządzanie daje najwięcej korzyści, zaliczamy pompy ciepła, klimatyzatory, grzejniki lub zbiorniki ciepłej wody użytkowej. Falowniki austriackiego producenta mogą nimi sterować bezpośrednio (sygnałem 0V-12V) lub poprzez przekaźniki.
Co warte podkreślenia, falowniki zostały również wyposażone w otwarte interfejsy, dzięki którym komponenty innych firm, takie jak stacje ładowania samochodów elektrycznych lub systemy automatyki domowej, mogą być inteligentnie sterowane tak, aby jak najlepiej wykorzystać nadwyżki energii PV.
Sterowanie komponentami innych firm dzięki otwartym interfejsom w falowniku Fronius (Źródło: Fronius Polska)
Aby efektywnie analizować zużycie energii z instalacji fotowoltaicznej sterowane odbiorniki powinny być indywidualnie prezentowane w narzędziu monitorującym Fronius Solar.web. W tym celu aż 4 inteligentne liczniki Fronius Smart Meter w jednej instalacji mogą dostarczyć najbardziej istotnych informacji – wraz z Solar.web – stanowią podstawę do dalszej analizy i optymalizacji zużycia energii PV.
Wizualizacja zużycia energii PV przez różne odbiorniki energii w portalu Solar.web (Źródło: Fronius Polska)
Jak zadbać o bezpieczeństwo energetyczne domu?
Ugruntowaną pozycją na rynku cieszy się nowoczesny falownik hybrydowy Fronius GEN24 Plus, do zastosowania w warunkach domowych. Niezależnie od tego, czy jest on używany w połączeniu z systemami magazynowania energii, zasilania awaryjnego, ogrzewania czy e-mobilności, oferuje szeroki wachlarz rozwiązań, odgrywając tym samym istotną rolę w rewolucji energetycznej w domu.
Unikatową funkcją dostępną w standardzie w tym falowniku jest podstawowe zasilanie rezerwowe zwane PV Point, które jest zasilane energią ze słońca podczas przerw w dostawie prądu. Rozwiązanie to pozwala na zasilanie awaryjne jednofazowych odbiorników o mocy do 3 kW, nawet jeśli nie ma akumulatora w systemie.
Niezależnie od tego, czy bateria została zainstalowana razem z systemem fotowoltaicznym czy też zostanie dodana później – GEN24 Plus zawsze gwarantuje optymalne rozwiązanie zasilania rezerwowego.
Zastosowana w tych falownikach technologia Multi Flow umożliwia zasilanie odbiorników podczas przerw w zasilaniu z sieci elektroenergetycznej, a jednocześnie może być ładowany magazyn energii. Dzięki temu zostaje zapewnione długotrwałe zasilanie rezerwowe i wyższy stopień niezależności energetycznej.
Wspomniane rozwiązanie pełnego zasilania rezerwowego działa w połączeniu z systemem magazynowania energii i pozwala na zasilanie całego gospodarstwa domowego, czyli zarówno odbiorników 1-fazowych, jak i 3-fazowowych (np. pompy ciepła) w przypadku przerw w dostawie energii.
Falowniki GEN24 dzięki technologii aktywnego chłodzenia mogą być instalowane zarówno na powierzchniach pionowych, jak i poziomych (np. bezpośrednio na połaci dachu), a dzięki szybkomocującym śrubom 180° oraz zaciskom sprężynowym, można je łatwo i szybko zainstalować.
Urządzeniem można sterować za pomocą smartfonu lub tabletu, z kolei otwarte interfejsy – Modbus, API – ułatwiają zastosowanie komponentów innych firm, a także umożliwiają integrację zarówno z małymi systemami automatyki domowej, jak i z dużymi systemami SCADA.
Ciepło dzięki fotowoltaice
Instalacja fotowoltaiczna może wspomagać każdy system grzewczy, bez względu na to czy ogrzewamy dom pompą ciepła, peletem, olejem czy gazem. Wystarczy, że użyjemy nadwyżki energii słonecznej, dzięki czemu niemal całkowicie można wyłączyć ogrzewanie w miesiącach letnich. Aby przygotować niewielką ilość ciepłej wody, nie trzeba już włączać całego systemu grzewczego. W ten sposób nie tylko obniżamy koszty podgrzewania wody, ale także wydłużamy żywotność całego systemu grzewczego.
Z pomocą przychodzi regulator zużycia Fronius Ohmpilot, który przesyła nadmiarową ilość energii fotowoltaicznej do odbiorników rezystancyjnych, na przykład do grzałek w celu podgrzania wody. Dzięki płynnej regulacji w zakresie od 0 do 9 kW, można wydajnie wykorzystywać nadmiar prądu wytworzonego z energii. Rozwiązanie to jest stosowane przede wszystkim do inteligentnego sterowania grzałkami w zbiornikach ciepłej wody użytkowej i zbiornikach buforowych, a także promiennikami podczerwieni czy suszarkami ręczników.
Współpraca fotowoltaiki z pompą ciepła
Opłacalną metodą na ogrzewanie domu może być połączenie fotowoltaiki z pompą ciepła. Pompy ciepła cieszą się coraz większą popularnością, ale są to urządzenia zużywające znaczące ilości energii elektrycznej. Jak się jednak okazuje, połączenie dwóch wspomnianych wyżej technologii daje wymierny efekt w postaci nie tylko zeroemisyjnego rozwiązania do podgrzewania ciepłej wody użytkowej, ogrzewania i chłodzenia budynków, ale także zasilania pozostałych odbiorników elektrycznych.
Integrując pompę ciepła Smart Grid Ready z funkcją zarządzania energią w falownikach firmy Fronius, łatwo można zwiększyć stopień zużycia własnej energii fotowoltaicznej w swoim domu. W tym celu łączy się falownik z pompą ciepła poprzez jej wejście logiczne „zasilania PV” lub „zasilania tanią energią”. Informuje to regulator pompy ciepła, kiedy powinna ładować zasobnik, aby wykorzystać jak najwięcej nadwyżek mocy fotowoltaicznej. Falownik – na podstawie informacji o nadwyżce energii – przełącza pompę ciepła w odpowiedni tryb pracy, powodując wzrost temperatury zadanej lub wymuszenie pracy w trybie chłodzenia. Wielkość tego wzrostu jest różna w zależności od producenta pompy lub zaprogramowanej krzywej grzewczej.
W porównaniu do bezpośredniego sterowania pompą ciepła, przełączenie w tryb podwyższonej temperatury ma tę zaletę, że parametry sterowania pompą ciepła (minimalne czasy pracy, ustawione czasy pracy, nastawy temperatury itp.) pozostają nienaruszone, a co za tym idzie komfort użytkownika nie jest ograniczony.
Jak jeździć samochodem elektrycznym za darmo
Samochody zasilane zieloną energią to aktualnie jeden z wiodących trendów na świecie i to nie tylko ze względów ekologicznych, ale również ekonomicznych, o ile oczywiście posiadamy własną instalację fotowoltaiczną. Dzięki stacji ładowania samochodów elektrycznych Fronius Wattpilot każdy właściciel „elektryka” będzie mógł zdecydować, w jaki sposób i gdzie chce ładować pojazd.
Wattpilot dostępny jest w dwóch wariantach – domowym (Home) i mobilnym (Go) – zaspokaja on praktycznie wszystkie potrzeby. W pierwszym przypadku mamy do czynienia z zamontowanym na stałe urządzeniem do ładowania o mocy 11 kW, który sprawdzi się nie tylko w domach, ale także małych firmach. W ten sposób, ze zwykłego gniazda trójfazowego powstaje inteligentna stacja ładowania do zastosowania w garażu czy podziemnym parkingu.
Druga opcja gwarantuje więcej niezależności. Wszystko dzięki mobilnemu rozwiązaniu w zakresie ładowania o mocy 11 lub 22 kW. Sprawdzi się w domu, w małych firmach i – uwaga – podczas podróży. Z racji niewielkich rozmiarów, urządzenie można zdemontować i zabrać ze sobą do bagażnika, a opcjonalny zestaw adapterów pozwoli naładować auto w każdym gnieździe na trasie. Niekoniecznie musi to być instalacja, do której podłączony jest system PV. Wystarczy podłączyć się do gniazda i zacząć ładowanie.
Wattpilot może optymalnie wykorzystać nadwyżki energii z instalacji PV, a z aplikacji mobilnej można płynnie regulować moc ładowania z dokładnością do 1 A aż do maksymalnej wartości. W ten sposób możliwie najwięcej energii słonecznej trafia do samochodu elektrycznego.
Jako jeden z niewielu produktów na rynku Wattpilot może ładować napięciem jednofazowym lub trójfazowym. Oznacza to spożytkowanie całej nadwyżki energii z instalacji PV od 1,38 do 22 kW. Energia ładowania regulowana jest z dokładnością do 1 A, a przełączanie między układem jedno- i trójfazowym odbywa się automatycznie. W przeciwieństwie do typowych stacji ładowania pozwala to także uniknąć niekorzystnych skoków obciążenia.
Dodajmy, że urządzenie można uruchomić i obsługiwać za pomocą aplikacji mobilnej Solar.wattpilot, która działa na urządzeniach z systemem iOS i Android.
Unikalną funkcją tego urządzenia jest możliwość dynamicznego równoważenia obciążeń w instalacji. Dzięki tej funkcji użytkownik nie musi się obawiać przeciążenia instalacji, gdy w czasie ładowania samochodu nastąpi załączenie innego dużego odbiornika lub kolejny samochód rozpocznie ładowanie. W takim wypadku Wattpilot zadba o rozdzielenie dostępnej mocy, zgodnie z ustawionymi priorytetami.
Więcej informacji na temat zarządzania i monitorowania energii na stronie internetowej https://www.forum-fronius.pl/category/e-manager/.
artykuł sponsorowany
