Jak správně připojit generátor k FVE?

Vstup do světa obnovitelných zdrojů energie a jejich kombinace pro zajištění neustálého a spolehlivého zásobování je klíčovým aspektem v moderní energetice. Propojení generátoru s fotovoltaickou elektrárnou představuje cestu k maximalizaci využití solární energie a zároveň k zajištění dostatečného zásobování v případě, že solární panely nejsou schopny dodat dostatek energie. Tento článek „Jak správně propojit generátor a FVE“ přináší informace o tom, jak tato zařízení integrovat a využít je ve vzájemné synergii pro nejlepší výkon a efektivitu.

V diskuzi o propojení záložního zdroje a FVE vyniká spojení zařízení od renomované značky Victron Energy a generátorů PRAMAC GA. Plynové záložní zdroje dosahují výrazných výhod oproti tradičním dieselovým generátorům. Nižšími emisemi či palivovými náklady, minimalizovaným hlukem a téměř nulovou obslužností, se stávají jedničkou pro zálohu energie, a to se zaměřením na ekologickou, ekonomickou a efektivní provozní stránku.

Na druhé straně, zařízení Victron se pyšní širokou škálou komponent a inovativní technologií. S inteligentním řízením nabíjení, akumulace energie a energetickým managementem, poskytuje Victron sofistikovaný nástroj pro efektivní využívání solární energie a správu energetického systému. Jeho flexibilita a spolehlivost ho staví do popředí v sektoru solární energetiky.

Mezi nejčastější chyby, které nacházíme v instalacích na území ČR a Slovenska lze zařadit následující:

• Projekt instalace neřeší požadavky zákazníka, ale prodává akční nabídku prodejce FVE
• Projekt FVE nepočítá s rozvojem a budoucími trendy v dané oblasti
• Projekční a instalační firma FVE nemá zkušenosti s instalací generátoru
• Nepochopení a nepřiznání reálných možností samozásobování ele. z FVE v místě instalace

Typová zapojení FVE a generátoru

Nyní si představíme tři typová zapojení FVE v rodinných domech, ostrovních aplikacích a malých firmách, se kterými se pravidelně v praxi setkáváme.

1. Off grid (ostrovní) systém u chaty nebo malého nízkoenergetického domu bez napojení na elektrickou distribuční síť

Zákazník očekává úplnou energetickou soběstačnost. Ta však není možná pouze s využitím FVE (sluneční energie). Je nutné vyřešit obecně standartní požadavky dnešních domácností, tzn. topení, přípravu jídla, čerpání a ohřev vody či praní. Kombinace můžou být různé, dle preferencí a možností domácnosti.

Na prvním pohled se jako ekonomicky nejpříznivější varianta jeví kombinace vytápění dřevem a malé mobilní elektrocentrály poháněné benzínem či naftou. Ač se to nemusí zdát, tato kombinace se většinou nemusí vyplatit ať už finančně, tak časovou náročností.

Nevýhody

Vytápění dřevem sebou nese celoroční práci s přípravou a uskladněním. Všechny krby, případně kamna vyžadují, aby spalované dřevo bylo dostatečně suché pro zajištění efektivního vytápění. Důležitým aspektem je však přítomnost manuální obsluhy – „topiče“.

Malý mobilní generátor je velmi těžce kombinovatelný s měničem FVE, protože kvalita výstupního elektrického proudu značně kolísá a řídící jednotka takovýto stroj nepřijme anebo ho často odpojuje. Zásadní problém bývá palivo benzínu či naftě, které obsahuje biosložky. Skladování většího množství PHM je nebezpečné, zároveň při delším časovém úseku hrozí jejich degradace.

Neméně důležitá je bezpečnost instalace generátoru a ochrana proti krádeži či vandalům. To znamená výstavbu odvětraného přístěnku a skladu paliva, který by měl být bezpečně chráněný proti krádeži nebo neoprávněné manipulaci. To vše značně výrazně navyšuje vstupní investici.

Jaké se nabízí východisko?

Victron nabízí několik řešení pro tento typ zapojení. Lze využít jednotky Multi Plus nebo EasySolar. Pro ostrovní instalaci menších rozměrů je vhodné využít pouze 1 fázové zapojení. Jednotky Victron jsou v 1-fázové verzi velmi kompaktní. Na trhu je již dostatek spotřebičů, které jsou designovány na výše zmíněný fázový provoz.

Victron Multi Plus II v ostrovním zapojení

Vhodným projekčním výpočtem zjistíme potřebnou výkonovou řadu měniče Victron. Je nutné brát v úvahu celkové množství elektrického výkonu, který potřebujeme přes měnič přenést. Jedná se o výkon pro přímou spotřebu a nabíjecí/vybíjecí výkon do/z baterie. Systém je stabilní při průměrné spotřebě, kterou uvažujeme, ale uživatel musí brát v úvahu hlavně situaci, kdy nastane souběh více spotřebičů (mikrovlnka, rychlovarná konvice, pračka, varná deska) nebo např. čerpání vody ze studny. Nastává takzvaná výkonová špička, kterou musí systém FVE vyhodnotit a správně pokrýt. Takový špičkový výkon neboli okamžitý špičkový nárůst spotřeby dokáže fotovoltaiku doslova „zabít“. Zde přichází na řadu generátor. Správně nastavená řídící jednotka FVE, vzdáleně nastartuje generátor za dvou provozních situací.

1. Jsou vybité baterie a sluníčko nesvítí. Systém SOC (state of charge) hlídání stavu nabití baterie aktivuje start generátoru a ten současně nabíjí baterie, čímž se pokrývá spotřeba domácnosti.
2. Nastala výkonová špička (čerpání vody ze studny). Takto velký odběr elektrické energie je neefektivní pokrýt ze zásoby baterií, přišli bychom o uskladněnou energii velmi rychle. Proto energie z generátoru projde přes měnič FVE přímo ke spotřebiči a zároveň jsou baterie nabíjeny.

Plynové generátory PRAMAC GA10 000 a GA13000, s výkony 10 kW a 13 kW, jsou optimální pro danou úlohu. Tyto venkovní záložní zdroje jsou kompaktní a plně automatizované s regulací napětí (AVR). Jednofázové stroje vybaveny silným litrovým motorem, využívají jako palivo LPG (propan, propan-butan) nebo zemní plyn, čímž eliminují potřebu tradičních PHM. Pro skladování paliva se využívají nainstalované nádrže, které mohou být nadzemní nebo podzemní. LPG má stabilní cenu, nižší emise než benzín či nafta, neztrácí na kvalitě a je snadno přepravitelné. Pro rychlou instalaci zásobníku bez potřeby stavebního povolení lze využít skříně na LPG lahve o hmotnosti 10 kg nebo 33 kg v počtu od 3 do 10 lahví.

Kompaktní řešení PRAMAC GA20000 se zásobníkem na 3×33 kg LPG – záloha serverovny

Nerezová skříň – zásobník na 3×33 kg LPG lahve

2. Kombinované zapojení FVE domu/firmy s elektrickou sítí a generátorem tzv. hybridní

Jedná se o velmi stabilní, efektivní a ekonomický systém zapojení. Domácnosti tuto variantu s oblibou zvolí, nicméně s nevhodnou volbou měniče FVE. Kombinované zapojení je totiž podmíněno dvěma AC vstupy do měniče FVE (síť, generátor), což umožňuje například Victron Quattro.

Victron Quattro s dvěma AC vstupy pro síť a generátor

Proč jsou dva vstupy do měniče zásadní? Protože každému lze definovat jiné vstupní podmínky. A to je velmi podstatná informace, kterou projekční a instalační firma nemusí brát v potaz. Vyrobená elektrická energie ze záložního zdroje nemívá stejné parametry jako ze sítě. Situace nastává převážně při náběhu nebo přetížení generátoru. Separátní vstup pro lze nastavit přímo dle specifikace generátoru.

Hybridní instalace FVE má následující výhody:

• domácnost je chráněna před nenadálým black-outem, při výpadku sítě generátor a FVE zajistí dodávku chybějící energie
• lze snížit rezervovaný příkon přípojky elektrické energie, generátor spolu s FVE dokáže vyřešit nárazovou vyšší spotřebu
• lze přejít na ostrovní režim, odpojit se sítě
• generátor může zásobovat energií specifické spotřebiče

V České replice je většina domovních instalací třífázových. PRAMAC GA 20000 je tak ideální záložní zdroj pro tyto domácnosti. Disponuje výkonem 20 KVA, pro palivo LPG 16 kW, pro zemní plyn 13,6 kW. Výkon je perfektní pro nejpoužívanější 10 kW FVE. Generátor dokáže vyrobit dostatek energie pro celý dům.

Inteligentní dům s FVE a přípojkou zemního plynu – generátor PRAMAC GA20000 jako záloha při blackoutu a doplnění FVE

3. Nejčastější instalace v praxi je kombinace základní verze FVE měniče s jedním vstupem, o který se dělí síť a generátor

Rozvaděč LTS (load transfer switch) je klíčovým prvkem, který řídí přepínání mezi sítí a generátorem. Jeho úlohou je zajistit, že záložní zdroj začne dodávat energii do vstupu fotovoltaických panelů v řádu desítek sekund po výpadku sítě. Zde narážíme na úskalí různé kvality vstupního napětí. V případě nevýkonného a nestabilního stroje nastává komplikované nastavení měniče, které v mnoha případech není ani možné.

Victron Multi Plus II v kombinaci s generátorem a LTS rozvaděčem

V případě, že se nastavení podaří, zaujme generátor v zapojení funkci sítě. Vzdálený start však probíhá až při vybití baterií. Za nejhorší možnou variantu považujeme situaci, kdy FVE v době výpadku nedokáže vyrábět elektřinu, tudíž musí generátor běžet trvale. Bohužel častý příklad je nahrazení LTS rozvaděče ručním přepínačem mezi sítí a generátorem. Dovršení celé nešťastné situace je tak nucené ruční startování záložního zdroje, což je velmi neefektivní. Zvlášť v situacích, kdy při výpadku proudu, není kompetentní osoba doma a zbytek rodiny je tak odkázán sám na sebe.

Závěr

Závěr článku o propojení generátoru a fotovoltaické elektrárny je nejenom o technických aspektech, ale také o důležitosti správného plánování a výběru zařízení. Efektivní propojení generátoru s FVE hraje klíčovou roli v zajištění spolehlivého zásobování elektřinou během výpadků sítě nebo při snižování dostupné solární energie.

Nejčastější chybou při takových instalacích je nedostatečné zohlednění potřeb zákazníka a nereálné očekávání úplné energetické soběstačnosti pouze s FVE. Projektování a instalace takových systémů vyžaduje znalosti a zkušenosti s instalací generátorů a správné pochopení možností vlastní výroby elektřiny ze solárních panelů.

Generátory PRAMAC GA a zařízení jako Victron Quattro nabízejí spolehlivá a efektivní řešení. Pro správnou volbu je klíčové zohlednění výkonových nároků a požadavků domácnosti, aby bylo zajištěno nepřetržité a spolehlivé dodávání elektřiny.

SOLFOREN PLUS s.r.o.

Kde končí dodavatel elektrické energie, začínáme my.

Více o firměChci další informaceWebové stránky