Otočna sončna elektrarna za samooskrbo - kako deluje

Otočna sončna elektrarna za samooskrbo.

Otočna sončna elektrarna za samooskrbo je običajno vezana na omrežje. Lahko bi bila vezana tudi na generator, ki bi dovajal elektriko v primeru manjkov.
Ta tip sončne elektrarne jemlje elektriko iz omrežja le po potrebi. Ker uravnava delovanje otočne elektrarne otočni razsmernik, elektrarna viškov elektrike ne more oddajati v omrežje.
To je tudi osnovna razlika v primerjavi s hibridno sončno elektrarno, ki lahko viške energije tudi pošilja v omrežje.

Otočna sončna elektrarna za samooskrbo

Otočna sončna elektrarna ali off grid elektrarna, deluje navadno z akumulatorji. Lahko deluje tudi brez akumulatorjev, če je vgrajen v elektrarno ustrezen razsmernik.
V akumulatorje shranjuje viške energije in jih iz njih jemlje, ko ni na razpolago dovolj elektrike iz solarnih panelov. Torej ponoči ali v primeru slabega vremena. 

Kvalitetni otočni razsmerniki, kot je naprimer otočni razsmernik Epsolar 5kW  lahko vire napajanja tudi kombinirajo, kar pomeni, da lahko istočasno jemljejo energijo direktno iz solarnih modulov, baterije in če je energije še premalo, še iz omrežja. To zagotavlja najbolj racionalno uporabo solarne energije.

Pri konfiguraciji otočne sončne elektrarne je bistvenega pomena ravnotežje med solarnimi paneli, ki energijo ustvarjajo, kapaciteto baterij in porabo. Ko zasnujemo otočno sončno elektrarno izhajamo vedno iz porabe (kWh) v poletnem času. Takrat je tudi sončne energije največ na razpolago. Seveda bi lahko izhajali tudi iz potreb po energiji v zimskem času, vendar bi bila takšna elektrarna izredno draga in v poletnem času povsem neracionalna. Če otočna elektrarna deluje stalno, torej tudi pozimi, je treba pač računati na odjem manjkov iz omrežja ali predvideti generator, kot pomožni vir napajanja.

Kako važno je ravnotežje med proizvodno - porabo - hrambo energije, bomo prikazali na naslednjem primeru. Gre za 4,8kW otočno sončno elektrarno, ki je vezana na omrežje. Elektrarna shranjuje viške v svinčenih baterijah s hrambo 19,2kWh. Baterije se lahko praznijo do 80%, kar pomeni, da imajo uporabno kapaciteto okoli 15kWh.

Grafikon prikazuje proizvodnjo solarne elektrike, ki je locirana v Istri, 18.3.2023 na lep, pretežno sončen dan. Skupaj je bilo proizvedeno 25kWh elektrike, kar je okoli 5 krat več, kot je moč sončne elektrarne.
Otočna sončna elektrarna - prikaz dnevne proizvodnje (www.energija-solar.si)
V popoldanskem času se je za kratek čas pooblačilo, tako, da je pridelek nekoliko manjši kot bi lahko bil. 25kWh proizvedene solarne elektrike tega dne, nas ne sme zavesti, saj je sicer poprečna dnevna proizvodnja v marcu za to elektrarno le 16kWh.

Ena od ugotovitev je, da sončna elektrarna ni dosegla nominalne moči elektrarne. Iz izkušenj rečeno, je vrh dnevne proizvodnje okoli 10% nižji, kakor je nominalna vrednost moči sončne elektrarne. V našem primeru je razlika celo večja, ker opazujemo dogajanje v marcu, ne v poletnih mescih.

Poglejmo še odnos med proizvodnjo solarne elektrike in porabo. Proizvodnja elektrike iz solarnih modulov je zadostovala za porabo med približno 7 uro zjutraj in 16h popoldan. Skupna poraba v prikazanem času je bila 30kWh. 
Otočna sončna elektrarna - proizvodnja in poraba (www.energija-solar.si)

V tem času so se pojavili tudi viški elektrike, ki so se shranili v baterijah. Če gledamo odvojeno le ta dan, bi bil za pokrivanje potreb zadostna že precej manjša sončna elektrarna, verjetno že nekaj čez 2kW. Seveda pa takšna elektrarna ne bi proizvedla nič hrambe v energije v baterijah.

Za primerjavo in podkrepitev trditve, da je proizvodnja solarne elektrike bistveno odvisna tudi od porabe, kažemo še proizvodnjo elektrike na sončen dan 22.3. 2023. Skupna poraba je bila dosti nižja in je znašala le 4,7kWh , temu ustrezna je bila tudi proizvodnja elektrike. Le 10,3kWh, kar je bistvena razlika v primerjavi s prejšnjim preizkusom. Z enim delom energije  je sončna elektrarna direktno napajala porabnike, preostala energija se je shranila v bateriji, ki očitno tudi ni bila povsem prazna.

Proizvodnja in majhna poraba solarne elektrike (www.energija-solar.si)

Pa poglejmo še odnos med porabo elektrike in odjemom iz omrežja. Čisto na začetku grafa, na levi strani, se vidi da je ponoči pokrivala porabo elektrika shranjena v baterijah. Malo po polnoči, pa je očitno hrambe zmanjkalo in so se bremena napajala iz omrežja. Iz omrežja je sončna elektrarna potegnila 13kWh.
Otočna sončna elektrarna - poraba in odjem iz omrežja
Baterije so bile zjutraj prazne in so se pričele polniti iz solarnih panelov po 8h. 

Poleg spoznanj iz prikaza dnevne proizvodnje sončne elektrarne, moramo vedeti, da bi bila solarna proizvodnja bistveno manjša, če nebi zagotovili ustrezne porabe in pa praznih baterij, ki so lahko posrkale viške energije. Solarni sistem bi v takšnem primeru, potem, ko bi bile baterije napolnjene, proizvedel le toliko elektrike kakršna bi bila poraba. Torej tudi če bi imeli sončno elektrarno z močjo 10kW, le-ta nebi proizvedla 2 krat več elektrike, kot naša z močjo 4,8kW. Takšna elektrarna bi se splačala le, če bi imeli baterije z veliko večjo kapaciteto, v katere bi shranili elektriko. 

Marec je zadnji mesec, ki se pri dimenzioniranju fotovoltaičnih otočnih elektrarnah jemlje kot zimski mesec. Že aprila je donos PV elektrarne bistveno višji, kar traja vse do septembra. V poletnih mescih bo poprečen donos opazovane sončne elektrarne takšen, da bo skoraj v celoti pokril potrebe.

Prikaz potrjuje dejstvo, da je pri dimenzioniranju otočnih elektrarn bistveno ravnotežje vseh treh že naštetih dejavnikov.

Tags: otočna sončna elektrarna, otočni solarni razsmernik, razsmernik Epever, prikaz delovanja.