Otočni solarni sistem za vikend ali avtodom

Kaj je otočni solarni sistem?

Otočni solarni sistem oziroma off-grid sončna elektrarna lahko zagotavlja električno energijo popolnoma neodvisno od distribucijskega omrežja saj ni povezan z javnim električnim omrežjem. Električno energijo proizvaja lokalno s fotovoltaičnimi moduli, presežek energije pa shranjuje v baterijo. 
Glavni elementi otočnega sistema so:

• fotovoltaični moduli,
• solarni MPPT regulator,
• baterijski hranilnik,
• razsmernik oziroma inverter,
• DC in AC zaščite,
• kabli in odklopniki,
• nadzorni sistem,
• po potrebi rezervni agregat ali drug vir polnjenja.

Kje se uporabljajo otočni solarni sistemi?

Otočna sončna elektrarna je primerna predvsem tam, kjer priključka na distribucijsko omrežje ni ali bi bila njegova izvedba nesorazmerno draga.

Tipične uporabe so:

• vikendi,
• počitniške hiše,
• planinske in lovske koče,
• avtodomi,
• kamp prikolice,
• mobilne hiške,
• plovila,
• čebelnjaki,
• oddaljeni gospodarski objekti,
• pašniki,
• namakalni sistemi,
• telekomunikacijska oprema,
• objekti brez električnega priključka.

Velikost sistema je lahko od nekaj sto vatov za avtodom do več kilovatov za popolnoma opremljen vikend ali stanovanjski objekt.

Koliko solarnih modulov potrebujemo?

Otočni sistem mora vsak trenutek uravnotežiti proizvodnjo, shranjevanje in porabo brez pomoči omrežja. 

Najprej moramo ugotoviti:

• koliko električne energije porabimo na dan,
• kakšna je največja trenutna moč porabnikov,
• kateri porabniki imajo visok zagonski tok,
• koliko dni želimo delovati brez sonca,
• ali sistem uporabljamo samo poleti ali tudi pozimi,
• ali želimo 12 V, 24 V ali 48 V sistem,
• in ali bomo imeli tudi rezervni vir, na primer agregat.

Za vsako napravo zapišite nazivno moč, čas uporabe, pogostost in zagonski tok. Hladilnik, črpalka in kompresor imajo drugačno obnašanje kot luči ali polnilec telefona. Ločite dnevno porabo od redkih večjih porabnikov ter poletno uporabo od zimske. Če podatka ne poznate, ga izmerite z merilnikom porabe ali preberite tehnično tablico. 

Pravilno dimenzioniran otočni sistem mora delovati kot celota. Velika baterija ne pomaga veliko, če je solarnih modulov premalo, in velik inverter ne reši sistema, če baterija ne more zagotoviti potrebnega toka.

Baterija se izbira po uporabni energiji

Nazivna kapaciteta ni enaka energiji, ki jo smete redno uporabiti. Vrsta baterije, dovoljeno območje napolnjenosti, temperatura, staranje in moč praznjenja določajo realno uporabo. Baterijski sklop potrebuje ustrezno zaščito, varovalke, odklop, kable in prezračevanje oziroma pogoje namestitve po navodilih. V avtodomu je pomembna masa in varna pritrditev, v vikendu pa tudi nizke zimske temperature in dolga obdobja brez nadzora. Baterije ne postavite v bivalni kot samo zato, ker je blizu razsmernika. Izberite mesto, ki ustreza njeni tehnologiji in omogoča pregled.

Baterijo torej izbiramo glede na:

• dnevno porabo,
• zahtevano število dni avtonomije,
• dovoljeno globino praznjenja,
• največjo moč porabnikov,
• dovoljeni tok baterije,
• temperaturo okolice.

Nazivna kapaciteta baterije mora biti večja, ker običajno ne uporabljamo celotne nazivne energije baterije.

Regulator poveže module in baterijo

MPPT regulator oziroma solarni polnilnik povezuje fotovoltaične module z baterijo.

Njegove naloge so:

• optimalno izkoriščanje modulov,
• pretvorba napetosti,
• pravilno polnjenje baterije,
• omejevanje polnilnega toka,
• zaščita baterijskega sistema.

MPPT regulator mora biti izbran glede na:

• napetost baterije,
• skupno moč modulov,
• napetost modulov,
• tok modulov,
• način serijske in paralelne vezave.

Kakšen razsmernik potrebujem?

Razsmernik pretvarja enosmerno energijo baterije v izmenično napetost za običajne porabnike. Pomembni so stalna moč, kratkotrajna preobremenitev, kakovost izhodne napetosti, lastna poraba in združljivost z občutljivimi napravami. Velik razsmernik ni brezplačna rezerva, ker ima lahko večjo porabo v pripravljenosti. 

Pri izbiri preverimo predvsem:

• nazivno oziroma stalno moč,
• kratkotrajno oziroma zagonsko moč,
• čisti sinusni izhod,
• lastno porabo,
• izkoristek,
• napetost baterije,
• možnost polnjenja baterije iz agregata ali drugega AC vira.

Za televizijo, računalnik, hladilnik, elektroniko in sodobne naprave priporočamo kakovosten čisti sinusni inverter.

Moduli se dimenzionirajo za slabše obdobje

Poletni sončen dan hitro ustvari vtis, da je majhen modul dovolj. Otočni sistem pa je najbolj obremenjen ob zaporedju oblačnih dni ali v sezoni z nižjim soncem. Pri otočnem sistemu ni pravilno uporabljati samo letne proizvodnje sončne elektrarne. Sistem mora delovati tudi v obdobju, ko ga dejansko potrebujemo. Če vikend uporabljamo samo od maja do septembra, je dimenzioniranje bistveno lažje kot pri objektu, ki mora delovati tudi decembra in januarja.

Določite, koliko dni avtonomije res potrebujete in kaj boste v slabem vremenu izklopili. Včasih je bolj smiselno zmanjšati porabo, izbrati učinkovitejši hladilnik ali dodati rezervni vir kot neskončno povečevati baterijo. Modul potrebuje trdno pritrditev, dobro prezračevanje in čim manj senčenja. Na avtodomu upoštevajte strešna okna, nosilce in senco opreme.

Sistem naj ima razumljiv način upravljanja

Uporabnik mora vedeti, kdaj je baterija skoraj prazna, katere porabnike izklopiti in kako sistem varno odklopiti. Označite varovalke in vode, shranite shemo ter zapišite nastavitve regulatorja in razsmernika. Če objekt uporabljajo gostje, naj bodo navodila kratka in vidna. Oddaljeni nadzor je koristen, a ne nadomešča pravilne zaščite in občasnega fizičnega pregleda. Pri nadgradnji ne dodajajte modulov ali baterij brez preverjanja meja regulatorja, kablov in združljivosti obstoječega sklopa. Mešanje različnih baterij je posebej občutljivo in zahteva navodila proizvajalca.

Koraki za odločitev

1. 1Za vsak porabnik zapišite moč, ure uporabe in zagonsko obnašanje.
2. 2Določite sezono uporabe in potrebno avtonomijo.
3. 3Izberite združljive module, regulator, baterijo in razsmernik.
4. 4Dimenzionirajte kable, odklopnike, varovalke in ozemljitev.
5. 5Po zagonu shranite shemo, nastavitve in navodila za uporabnike.

Pogosta vprašanja

• Ali lahko priključim električni grelec?: Tehnično je mogoče, vendar je to velik porabnik. Smiselnost se preveri glede na proizvodnjo, baterijo in druge potrebe.
• Ali lahko kasneje dodam še eno baterijo?:Samo če tehnologija, starost, napetost, upravljanje in navodila proizvajalca takšno razširitev dopuščajo.
• Kaj je najpogostejša napaka?: Neupoštevanje zagonskih tokov ter ocena porabe po moči naprave brez časa uporabe.