FAQ

Dobrze dobrany system off-grid można traktować tak samo, jak system podłączony do sieci (on-grid). Istotna tutaj jest wielkość i moc całego systemu (instalacji PV), a także wydajność i pojemność akumulatorów. System off-grid może zasilać podstawowe domowe odbiorniki, takie jak np.:
– oświetlenie,
– lodówka,
– komputer,
– smartfon,
– telewizor,
– piekarnik,
– mikrofalówka,
– czajnik,
– alarm,
– ogrzewanie,
– sterownik pieca,
– pompa obiegowa, i wiele innych. Nie ma więc żadnych różnic między instalacją off-grid a on-grid, pod warunkiem, że została ona odpowiednio zaprojektowana do indywidualnych potrzeb.

Akumulatory kwasowo-ołowiowe (GEL, AGM itp.) można z powodzeniem wymieniać z na akumulatory litowo-jonowe. Szereg zalet, które niosą za sobą nowoczesne akumulatory litowe spowodował, iż stają się one co raz częściej stosowanym rozwiązaniem dla użytkowników systemów off-grid, kamperów, łodzi itp.

Instalacja fotowoltaiczna składa się z następujących trzech głównych komponentów:

1) Panele słoneczne:
Najprościej rzecz ujmując, panele słoneczne przetwarzają energię słoneczną w energię elektryczną. Foton (minimalna jednostka światła) padając na płytki krzemowe, z których zbudowane są ogniwa paneli fotowoltaicznych, wybija elektrony z atomów generując przepływ energii elektrycznej.

2) Kontrolery ładowania MPPT:
Odpowiadają one za zarządzanie ilością energii przekazywanej do falownika (bądź magazynu energii/akumulatora). Ich zadaniem jest wydobycie maksymalnej dostępnej mocy z modułów fotowoltaicznych poprzez umożliwienie im pracy przy najbardziej wydajnym napięciu (Maksymalnym Punkcie Mocy). Zazwyczaj kontrolery MPPT są zintegrowane z falownikiem i umieszczane wewnątrz jednej obudowy.

3) Falowniki:
Falownik słoneczny (inwerter) zamienia prąd stały (DC) z paneli fotowoltaicznych na prąd przemienny o częstotliwości sieciowej (AC), który dostarczany jest do odbiorników domowych lub sieci energetycznej.

Najczęściej spotykanym problemem, przez który instalacja fotowoltaiczna nie oddaje energii do sieci jest zbyt wysokie znajdujące się w niej napięcie. Jeżeli w okolicy znajduje się duża ilość instalacji fotowoltaicznych, w okresach mocnego nasłonecznienia co raz częściej występować będą problemy z przepełnieniem sieci energetycznej. Jest to związane z nadwyżkami produkcji w stosunku do energii pobieranej na każdej z faz. Jeżeli przekroczona zostanie granica 253V na fazie, falownik fotowoltaiczny musi ograniczyć produkcję i przestać eksportować energię. Podczas przyłączania instalacji prosumenckiej, zakład energetyczny wymaga, aby dołączany do sieci falownik spełniał określone kryteria. Jednym z nich jest automatyczne rozłączenie instalacji prosumenckiej w przypadku, gdy napięcie sieci przekroczy wspomniane wcześniej 253V. Do niedawna ilość przypadków takiego rozłączania systemów PV w Polsce była dość znikoma, jednak z powodu ogromnej liczby dołączanych instalacji prosumenckich problem ten występuje co raz częściej i w co raz większej ilości miejsc w Polsce. 

Sposobem na ciągłą, nieprzerwaną pracę instalacji fotowoltaicznej przez cały rok jest stosowanie systemów magazynowania energii i instalacji hybrydowych. Dzięki temu nasza domowa elektrownia staje się jednostką mniej zależną od zewnętrznych czynników i możemy w pełni wykorzystywać jej potencjał. Ponadto dostajemy dodatkowe funkcje takie jak zwiększona autokonsumpcja i zasilanie awaryjne (w przypadku braku prądu w sieci energetycznej).

Systemy fotowoltaiczne podłączone do sieci muszą zgodnie z prawem zostać wyłączone, jeśli będzie przerwa w dostawie prądu w sieci energetycznej. Jest to spowodowane wymaganiami bezpieczeństwa dla serwisantów prowadzących pracę związane z infrastrukturą sieci energetycznej. Muszą oni być w stanie robić to bezpiecznie, bez energii słonecznej docierającej do sieci podczas konserwacji i naprawy podzespołów sieci. Produkowana energia elektryczna, jeśli zostanie doprowadzona z powrotem do linii energetycznej, może stanowić zagrożenie dla personelu serwisowego. Dlatego też, gdy jest przerwa w dostawie prądu, będziesz pozbawiony zasilania mimo iż Twoja instalacja nadal mogłaby produkować energię. Instalacja fotowoltaiczna włączy się automatycznie, gdy energia wróci do sieci. Jeśli jednak do systemu słonecznego jest podłączony inwerter hybrydowy, to w zależności od konfiguracji instalacja może przechodzić w tryb pracy wyspowej (off-grid), a odbiorniki w domu mogą nadal być zasilane poprzez energię zgromadzoną w akumulatorach. Systemy hybrydowe stają się co raz bardziej popularne ze względu na dużą ilość korzyści, które ze sobą niosą.

Większy koszt inwestycji w porównaniu do instalacji on-grid:
Nieodłącznym elementem instalacji off-grid są akumulatory. Współczesna technologia dość mocno ograniczyła koszty ich produkcji, jednak nadal stanowić one będą ok. 50% całkowitego kosztu inwestycji.

Konieczność przewymiarowania instalacji źródeł odnawialnych:

Z uwagi na losowość występowania źródeł odnawialnych (energia słoneczna i wiatrowa), istnieje konieczność ich przewymiarowania w celu zapewnienia sobie dostatecznej ilości energii w dni o ograniczonych możliwościach produkcji.

Brak możliwości przechowywania dowolnej ilości energii:
Dla indywidualnego prosumenta można założyć, iż sieć energetyczna stanowi magazyn energii o nieskończonej pojemności. W przypadku instalacji off-grid natomiast istnieje możliwość przechowywania ilości energii nie większej niż nominalna pojemność zastosowanych akumulatorów. 

Konieczność wymiany akumulatorów w okresie od kilku do kilkunastu lat:
Każdy typ akumulatora ulega stopniowej degradacji na przestrzeni czasu. W przypadku akumulatorów kwasowo-ołowiowych (GEL, AGM itp.), okres trwałości w zależności od parametrów eksploatacji waha się w granicach od 1-4 lat. Akumulatory litowo-jonowe w zależności od technologii, w której zostały wyprodukowane, w instalacji fotowoltaicznej mogą pracować nawet ponad 10 lat.

Sercem instalacji off-grid są akumulatory. To w nich gromadzona jest energia wytwarzania przez zainstalowane panele fotowoltaiczne. W przypadku systemów off-grid konieczne jest stosowanie specjalnych inwerterów z regulatorami ładowania, które posiadają wyjścia bateryjne. Energia z paneli przetwarzana jest przez solarny regulator ładowania, a następnie kierowana jest do akumulatora. Inwerter, którego zadaniem jest przekształcenie prądu stałego w prąd zmienny, pobiera energię z akumulatora i PV do zasilania odbiorników. Oznacza to pełną niezależność systemu i możliwość stosowania go wszędzie tam, gdzie sieć energetyczna nie jest dostępna. W Polsce, jako iż ciężko jest przewidzieć stan pogody, często dołącza się uzupełniające urządzenia takie jak np. małe turbiny wiatrowe lub agregaty prądotwórcze.

Angielskie słowo „grid” oznacza „sieć” i odnosi się do publicznej sieci elektrycznej. „Off-grid” odnosi się do pracy bez sieci, tj. gdy system jest autonomiczny. System off-grid oznacza całkowite odłączenie domu od krajowej sieci energetycznej i poleganie wyłącznie na energii wyprodukowanej ze źródeł takich jak fotowoltaika, turbiny wiatrowe, generator spalinowy itp. W przypadku typowych instalacji fotowoltaicznych lub wiatrowych on-grid, system jest przyłączany do sieci energetycznej, do której oddawane są nadwyżki produkcji. W off-grid natomiast, wyprodukowana energia gromadzona jest w akumulatorach, które stanowią dla domu bufor na okres bezsłoneczny/bezwietrzny. Pozwala to na uniezależnienie się od sieci dystrybucyjnej i dostarczenie energii do obiektów znajdujących się w trudno dostępnych miejscach. Instalacje tego typu stosuje się także w miejscach, w których sieć energetyczna charakteryzuje się częstymi przerwami w dostawach prądu lub ze względu na przepełnienie sieci nie ma możliwości oddawania do niej nadwyżek produkcji.

Bezprzerwowe zasilanie:
Systemy off-grid nie są zależne od zewnętrznych systemów. Dla użytkownika oznacza to tyle, iż kiedy sieć energetyczna ma awarię, my możemy cieszyć się w pełni funkcjonalną własną instalacją.

Brak opłat za prąd:
Dzięki odcięciu się od sieci energetycznej nie ma konieczności opłacania stałych składek sieci energetycznych. Ogranicza to opłaty związane z korzystaniem z energii elektrycznej do zera.

Łatwa instalacja:
Do założenia instalacji off-grid nie potrzeba wykwalifikowanych monterów. System można z powodzeniem zamontować samemu przy pomocy podstawowych narzędzi. Ogranicza to dość znacznie całkowity koszt inwestycyjny.

Dostęp do energii elektrycznej tam, gdzie nie ma sieci energetycznej lub jest mocno zawodna:
Wszędzie tam, gdzie są problemy z energią elektryczną bądź nie ma jej wcale, systemy off-grid zapewniają stały dostęp do prądu.

Czysta energia i ochrona środowiska:
Znaczna część energii w polskiej sieci elektroenergetycznej pochodzi z nieodnawialnych źródeł energii. Korzystając z instalacji fotowoltaicznej lub wiatrowej ograniczamy ślad węglowy, który powstałby przy korzystaniu z konwencjonalnych źródeł energii.

Niezakłócona produkcja instalacji fotowoltaicznej:
W związku z nieprzystosowaniem infrastruktury energetycznej w Polsce pod co raz większą liczbę instalacji fotowoltaicznych, znacznie ograniczane są ich możliwości. W niektórych regionach Polski sieć jest przepełniona, w związku z czym napięcie w niej rośnie i produkcja z instalacji fotowoltaicznych nie jest przyjmowana. W systemie off-grid z magazynem energii całość produkcji nie przechodzi przez sieć – jest zużywana na potrzeby własne. Dzięki temu maksymalizuje się uzyski z własnej instalacji

Podstawowa różnica jaka występuje między tymi dwoma typami instalacji to zależność od zakładu energetycznego. Podczas gdy instalacje on-grid nie mogą funkcjonować bez zintegrowania ich z siecią energetyczną, systemy off-grid mogą funkcjonować całkowicie autonomicznie. Otwiera to drogę do szeregu zastosowań m.in. na działkach, łodziach, w domkach letniskowych, kamperach itp. Podłączenie do zewnętrznej instalacji elektroenergetycznej jest w tym przypadku opcją, a nie koniecznością.

Użyteczna pojemność akumulatora zależy od technologii w jakiej został wykonany. Jest to iloczyn jego całkowitej pojemności i zalecanej przez producenta głębokości rozładowania. W systemach off-grid najczęściej stosuje się dwa typy baterii:
– kwasowo-ołowiowe – producenci zalecają głębokość rozładowania (DoD) w granicach 30 – 50%. Biorąc pod uwagę akumulator 12 V 120 Ah o pojemności całkowitej ok. 1440 Wh, jego użyteczna moc będzie mieściła się w przedziale od 432 do 720 Wh.

– litowo-jonowe – producenci zalecają głębokość rozładowania (DoD) w granicach 70 – 90%. Biorąc pod uwagę akumulator 12 V 120 Ah o pojemności całkowitej ok. 1440 Wh, jego użyteczna moc będzie mieściła się w przedziale od 1008 do 1296 Wh.

Istotnymi parametrami przy doborze akumulatorów są także:
– ilość cykli w zależności od głębokości rozładowania,
– pojemność w zależności od prądów rozładowania,
– pojemność w zależności od temperatury otoczenia.