sluníčko

Ostrovní elektrárny

Aerplast s.r.o. SPECIALISTA NA OSTROVNÍ ELEKTRÁRNYBanner ostrovní systémy

Typy ostrovních elektráren

  • Ostrovní systém fotovltaický – s FV moduly pro dobíjení baterií
  • Ostrovní systém fotovltaický – s FV moduly 230V pro ohřev TUV a podporu vytápění
  • Ostrovní systém větrný – s větrnou elektrárnou pro dobíjení baterií
  • Ostrovní systém větrný – s větrnou elektrárnou pro vytápění a ohřev TUV
  • Ostrovní systém větrný – s větrnou elektrárnou pro ohřev TUV a vytápění + dobíjení baterií
  • Složitější ostrovní systémy / ostrovní elektrárny
  • Ostrovní systém hybridní – fotovoltaický s větrnou elektrárnou
  • Systém hybridní – systém pracuje jako ostrovní a zároveň spolupracuje se sítí a v případě nedostatku energie v bateriích automaticky během 20 milisekund přepíná na veřejnou síť

Princip ostrovních systémů

Základní ostrovní elektrárny nebo-li ostrovní systémy, které nejsou propojeny s distribuční elektrickou sítí, jsou označovány jako ostrovní nebo také off-grid. Svoje uplatnění nalézají především tam, kde není možné  zbudovat klasickou veřejnou přípojku elektrické energie (chaty, chalupy, RD a pod) nebo v mobilních instalacích (karavany, lodě, mobilní domy, mobilní buňky atd.).

Nejdokonalejší systémy se nazývají hybridní, pracují i v režimu on- grid a jsou to systémy, které jsou spojeny s veřejnou sítí a zároveň mají akumulátorovnu. Základní systém je využit při instalaci fotovoltaiky v režimu on-grid formou zelený bonus, kdy se do baterií ukládají pouze přebytky elektrické energie a ty jsou využívány večer pro menší spotřebiče a osvětlení. Výhodou je možné doinstalování k již instalovaným FVE a využití tak přebytků, které jdou zbytečně do rozvodné sítě takřka zadarmo.

Druhou výhodnější variantou může být pak provoz v režimu ostrov, kdy je plně využita energie z obnovitelných zdrojů a síť zůstává pouze jako záloha při nedostatku elektrické energie z větru a slunce po delší dobu, dobu větší než záloha v bateriích. Stejně tak může být zálohou i agregát s automatickým startem a o přepínání mezi bateriemi a sítí  se stará jednotka, která dokáže přepínat během 20 milisekund. Přepnutí tak nepozná ani stolní počítač.

Do ostrovních systému se řadí i větrná elektrárna určena na vytápění, kdy je větrná elektrárna napojena na akumulační nádrž a dle rychlosti a síly větru se automaticky připojují topná tělesa. Ostrovní systémy jsme dovedli takřka k dokonalosti a je možné kombinovat ostrovní systém na vytápění a ostrovní systém pro dobíjení baterií. U takto instalovaných ostrovních systémů je možné v zimě preferovat vytápění a v létě dobíjení akumulátorů. Dále je možné systém kombinovat i se solárním ohřevem TUV a vytápění. Stejně tak je to i s fotovoltaickými moduly.

Kombinované systémy Slunce + Vítr mají značnou výhodu v tom, že systém se nádherně doplňuje a dochází tak k větší a stálejší dodávce elektrické energie. Z pravidla, když fouká – méně svítí a naopak. Další výhodou kombinace v ostrovním systému je i to, že větrná elektrárna má více využití zimních měsících a fotovoltaická elektrárna zase v měsících letních. Další zásadní výhodou je i to, že zároveň klesá cyklování akumulátorovny(baterií) a tak se značně prodlužuje životnost.

Komponenty ostrovního systému

  • větrná elektrárna, fotovoltaické panely a pod.
  • solární/větný regulátor dobíjení MPPT nebo nabíječ
  • §  sestava solárních/trakčních průmyslových akumulátorů s vysokou cyklickou odolností 12 – 48V (i více)
  • §  měnič napětí 230V/sin50Hz
  • další komponenty jako je agregát, manuální nebo automatické přepínání ostrov/síť a pod.

Schema ostrovního systému

  1. JEDNA NEBO VÍCE VĚTRNÝCH ELEKTRÁREN
  2. SINUSOVÝ MĚNIČ 230V/50Hz – výkon 0,5 – 9 kW, PARALELNĚ AŽ 100 kW
  3. FOTOVOLTAICKÉ MODULY 0,5 -100 kWp
  4. INTELIGENTNÍ OSTROVNÍ SÍŤ MŮŽE AUTOMATICKY STARTOVAT AGREGÁT, PŘEPÍNAT NA VEŘEJNOU SÍŤ NEBO PŘIPOJOVAT A ODPOJOVAT VYBRANÉ  SPOTŘEBIČE, ŘÍDÍT VENTYLY, ČERPADLA a pod.
  5. KAPACITA AKUMULÁTOROVNY ZÁVISÍ NA VELIKOSTI POUŽITÉ
    VĚTRNÉ ELEKTRÁRNĚ A POŽADOVANÉM PŘÍKONU

Systémy se zpravidla navrhují v napětí 12V – 48V, na přání může být napětí i větší. Spotřebiče potom musí buď pracovat se stejným napětím, nebo je třeba použít již zmíněný střídač napětí na 230V. Potom už nic nebrání využití běžných domácích spotřebičů. Další komponenty se navrhují dle náročnosti a potřeb, mimo jiné je možné instalovat automatické přepínání mezi sítí a ostrovem, automatický start agregátu apod. Systém lze samozřejmě i postupně doplňovat a rozšiřovat.

Návrh ostrovního systému

Při výběru  ostrovního systému je třeba především přesně spočítat, kolik energie bude potřeba vyrobit tak, aby pokryla spotřebu všech nebo více potřebných elektrozařízení. Podle toho je třeba následně nadimenzovat kapacitu akumulátorů a počet  FV panelů, velikost větrné elektrárny a velikost měniče. Pokud uvažujete o ostrovním systému a chcete být co nejvíce nezávislý na distribuční soustavě, je třeba se zamyslet nad několika body.

  • Kolik energie spotřebuji ročně, je spotřeba el. energie i na vytápění a ohřev vody?
  • Přizpůsobíte režim domácnosti tak, aby se elektřina spotřebovávala v době, kdy je jí dostatek?
  • §  Budete používat úsporné osvětlení?
  • Zamezím zbytečnému plýtvání elektrickou  energií

Konečný návrh systému je vždy přímo na míru potřebám, dle použitých spotřebičů a jejich maximálnímu celkovému příkonu. Dle níže uvedených parametrů se navrhuje velikost sinusového měniče, počet akumulátorů a potřebný výkon ostrovního systému.

Zpravidla potřebujeme znát odpovědi na 4 jednoduché otázky:

1. Pro jaký účel bude systém využíván a jak využívám stávající elektrickou energii?

2. Jak bude využíván, zda celoročně nebo víkendově?

3.Příkon všech stávajících a budoucích spotřebičů

4.Provoz  spotřebičů v hodinách/den alespoň orientačně

Je třeba uvědomit si, že čím více spotřebičů a velikost příkonů chci provozovat v ostrovním režimu, tím více roste cena. Domy s ostrovním systémem off-grid se tedy často doplňují i o elektrocentrálu. Ta v době, kdy nesvítí slunce a nefouká vítr dobije baterie a umožní provoz spotřebičům, které vyžadují nepřetržitý přísun elektrické energie. U hybridního ostrovního systému je tato záloha prováděna automatickým přepnutím na veřejnou síť . Jakmile fotovoltaická  a větrná elektrárna nabije baterie, systém se zase automaticky přepne do režimu ostrov. Přepnutí systému mezi ostrovem a sítí probíhá v době 20 milisekund. To znamená, že nedochází k výpadku spotřebičů a nerozezná jej ani počítač.

Výhodou ostrovního systému je, že na rozdíl od elektráren zapojených do sítě, lze ostrovní systém prakticky libovolně v čase rozšiřovat a doplňovat. Samozřejmě za předpokladu dostatečné plochy pro fotovoltaické panely, prostoru pro stavbu  větrné elektrárny a pod. Lze i paralelně připojovat měniče a zvyšovat tak maximum příkonu pro nové spotřebiče nebo vytvořit 3- fázovou síť. Vytvoření 3-fázové sítě je však velmi nákladné a proto, když není nutná (mimo průmyslové objekty), je lépe realizovat systém 1 -fázový.

Pro naše ostrovní systémy používáme pouze špičkové Německé, České a Britské komponenty. Po našich letitých zkušenostech se použití čínských a jiných levných komponent nedoporučuje. I když je celková pořizovací cena ostrovního systému s čínskými komponenty lákavá, komponenty nejsou kvalitní, nemají požadované parametry a nevydrží v provoz dlouho, jejich životnost někdy dokonce končí  i po týdenním provozu. Návratnost se tak s dalšími servisy,odstávkou celého systému a náklady na koupi nových komponent zásadně vzdaluje a ostrovní systém se stává neekonomickým.