Schrack Technik d.o.o., Zagreb
  • Prikaz slučaja projektiranja otočnog fotonaponskog sustava

Prikaz slučaja projektiranja otočnog fotonaponskog sustava

U dosadašnjim nastavcima ove serije prikazani su gotovi sustavi sa svim svojim sastavnim dijelovima. Ukazano je na osnovne zakonitosti uparivanja elemenata.
U 12. mjesecu 2014. u sklopu Studentske udruge za promicanje energetske učinkovitosti (SUPEUS) održana je radionica na FER-u (Fakultet elektrotehnike i računarstva) u Zagrebu s temom: "Projektiranje otočnih fotonaponskih sustava". Na radionici je tvrtka SCHRACK TECHNIK d.o.o. pripremila studente za rješavanje projektnog zadatka konkretnog primjera. Okupilo se oko 100 studenata podijeljenih u 20tak manjih natjecateljskih grupa. Tu su bili studenti elektrotehnike, strojarstva, arhitekture i građevine; gle čuda, nitko ih nije prisiljavao doći na radionicu, nisu se dijelile niti ocjene, osnovni cilj je bio čuti nešto novo ili barem na novi način i dakako riješiti što više i točnije postavljen projektni zadatak! Bio je pravi izazov prenijeti znanja studentima kroz 1,5 h i koji će u pravilu tek postati inženjeri za koju godinu!

U ovom nastavku ćemo u kratkim crtama predati čitateljima bit ovog zadatka, vjerujući da će promisliti o mogućnosti vlastite primjene…Na predavanju je predstavljeno konkretno rješenje primjenjeno na jednoj kući u blizini Vodica koje je već 3. godinu u pogonu. U zadatku za projektiranje je zadan sličan sustav, ali s nešto izmjenjenim brojkama. Upravo taj projektni zadatak opisati ćemo i u ovom članku. Vjerujemo da i čitatelji imaju barem jednak interes kao studenti i da mogu odvojiti vrijeme za čitanje i usvajanje osnova,
a za konkretne projekte i njihovu i razradu, makar i na idejnoj razini, SCHRACK TECHNIK je uvijek tu!

Slika 1.: Komponente otočnog fotonaponskog sustava

Slika 1.: Komponente otočnog fotonaponskog sustava

Predavanje na SUPEUS radionici (ispred Schrack Technik: Dr.sc. Josip Zdenković dipl.ing.)

Na slici 1. su prikazani osnovni elementi otočnog fotonaponskog sustava gdje je kao pomoćni izvor spojen generator jer se želi 100% pouzdanost napajanja objekta energijom. To naravno nije luksuz jer hladnjaci ne vole ostati bez napajanja! Kada su, iz bilo kojeg razloga baterije iscrpljene, automatski se uključuje generator. Isto vrijedi i kada je trenutna potrošnja veća od projektirane, moguće je uključiti generator. Vrlo slično rješenje prikazali smo u opisu studentskog projekta „Membrain“ u okviru međunarodnog natjecanja SOLAR DECATHLON 2014 u Parizu, gdje je za pomoćni izvor na raspolaganju bila javna mreža.

Korak 1.: Definiranje potrošnje objekta.

Projektiranje počinjemo uvijek od želja investitora. U ovom slučaju od želja za „rapolaganjem“ s određenom količinom energije na dan. Projektiramo, radi jednostavnosti jednofazni sustav. U tu svrhu definiramo snagu trošila i vrijeme koje trošilo radi.
Energija potrebna trošilu u radu (Wh) je umnožak snage trošila (W) i vremena uključenosti trošila (h).
U stvari prolazimo kroz život u objektu u tipičnom danu, bilježeći pomno što i koliko trošimo.
Sva trošila i vrijeme njihove predviđene uključenosti upisujemo u tablicu kao na slici 2.
Za neka trošila, na primjer perilica, znamo da imaju snažan grijač, ali da u stvari taj grijač nije uključen cijelo vrijeme. Zato dodajemo i koeficijent „od maskimalne snage do srednje snage“. Tako bi perilica s 1200W koja je uključena 3 h na dan potrošila 1200 x 3 = 3600Wh, ali s obzirom da grijač ne radi stalno, potrebna energija je ipak nešto manja: 3600 x 0,7 = 2520Wh.

Tablica 1.: Primjer definiranja potrebne energije na dan.

Tablica 1.: Primjer definiranja potrebne energije na dan.

Kada popišemo sva trošila i njihovu potrošnju, na dnu tablice sumiranjem se dobiva: maksimalna snaga koju objekt u nekom trenutku može zahtijevati, odnosno ukupna energija potrebna za jedan dan rada objekta. Ovdje je potrebno obratiti pažnju da  izmjenični jednofazni motori mogu povući kratkotrajno i višestruko svoju nazivnu snagu. U pravilu to ne predstavlja poteškoću jer bidirekcijski pretvarač može kratkotrajno, kroz 60s, dati svoju dvostruku nazivnu snagu. Nazivna snaga je ona snaga koju bidirekcijski pretvarač može davati trajno. A pojedini motor sigurno nije i udjelno najveći potrošač u objektu.

Korak 2.: Osnovni parametri sustava.

Po spoznaji o maskimalnoj snazi i potrebnoj energiji za dan rada objekta mogu se odabrati osnovni parametri sustava.
Izabire se: napon akumulatora, projektirani stupanj pražnjenja akumulatora, stupanj korisnog djelovanja u procesu punjenja akumulatora, trajanje autonomije sustava, prihvatljivo trajanje samooporavka sustava i koeficijent korištenja objekta.

Tablica 2.: Izbor osnovnih parametara sustava
Tablica 2.: Izbor osnovnih parametara sustava

Kod izbora napona akumulatora vodimo se idejom da je on u višekratniku broja 12, (u iznimnom slučaju i broja 2). To je zbog tehnologije akumulatora koji se najčešće koriste kao 12 V jedinice pa se stoga spajaju u seriju kako bi se dobio viši napon: 24 ili 48V. (o akumulatorima smo u ovom serijalu već pisali). Što je veći napon akmulatora to su manje struje u sustavu. Uz manje struje potreban je i manji presjek kabela (za istosmjernu struju vrijedi dozovoljeno opterećenje struje od 2A/mm2).
Koja je stvarna granica prelaza s 12 na 24 odnosno na 48V za napon akumulatora, a time i bidirekcijskog pretvarača? Praktično se do 1,2 kW nazivne snage izmjeničnih trošila može ići s 12 V naponom akumulatora (struje na DC strani oko 100A). Iznad 1,2 kW, a do maksimalno 5kW nazivne snage trošila ide se s 24V (struje na DC strani do 200A). Iznad 5 kW do 10kW nazivne snage trošila se ide obavezno na 48V (struje na DC strani do 200A). U konkretnom slučaju izabran je napon akumulatora 24V.

Akumulatori se ne smiju prazniti ispod određene razine jer promjene na njima postaju nepovratne i može doći do uništenja. Ovo je podatak koji se mora uzeti iz tehničkih podataka akumulatora. Broj tz u iznosu naprimjer 0,2 značio bi da se akumulator smije prazniti do 20% svog kapaciteta. U konkretnom slučaju preuzet je tz = 50%, što znači da ćemo akumulatore prazniti do pola njihovog kapaciteta što bi moralo osigurati trajanje akumulatora od najmanje 5-7 godina.

U procesu punjenja akumulatora neće se moći uskladištiti sva privedena energija na njegovim stezaljkama, stoga je potrebno definirati stupanj korisnog djelovanja punjenja akumulatora . Broj  u iznosu 0,9 znači da će se svega 90% privedene energije uistinu u akumulatoru i uskladištiti. I ovaj podatak je potrebno preuzeti od proizvođača akumulatora.

Trajanje autonomije nA govori koliko dana potrošnje će biti pokriveno iz akumulatora u slučaju bez mogućnosti dopunjavanja baterije, na primjer za jako oblačnog vremena ili kvara na fotonaponskim modulima.

Trajanje oporavka sustava nE izražava se u danima. Ako se sustav isprazni do dozvoljene razine akumulatora, ovaj broj pokazuje za koliko dana projektirano očekujemo da će se sustav moći oporaviti do 100% napunjenosti uz istovremenu projektiranu potrošnju. Ovaj broj će biti bitan jer će utjecati na broj fotonaponskih modula koji moraju osigurati dodatno punjenje akumulatora, tj proizvoditi više energije od one koja se planira dnevno potrošiti, a sve kako bi se sustav i uz projektiranu potrošnju i uz stupanj korisnog djelovanja punjenja akumulatora, redovno oporavio u upravo nE dana.

Koeficijent hB je koeficijent korištenja. On pokazuje da li se energija iz akumulatora koristi kontinuirano (tada je ovaj koeficijent 1) ili na primjer samo preko vikenda (u kojem slučaju bi ovaj koeficijent iznosio 2/7).

Korak 3.: Proračun kapaciteta akumulatora i dnevnog punjenja.

Tablica 3.: Proračun kapaciteta akumulatora i dnevnog punjenja
Tablica 3.: Proračun kapaciteta akumulatora i dnevnog punjenja

Kada su izračunate potrebe za energijom u koraku 1. i određeni  osnovni parametri sustava u koraku 2. proračunava se  kapacitet akumulatora.
Dnevna potreba za energijom izražena u Wh svodi se preko napona akumulatora na dnevno potrebne Ah koje mora osigurati akumulator (drugi redak Tablice 3.).
U trećem retku tablice 3. uzima se u obzir i željeni broj dana autonomije sustava, objašnjen u koraku 2. Sada je jasno da povećanje broja dana autonomije sustava povećava kapacitet baterija, odnsono u konačnici cijenu sustava. Zato smo u ovom slučaju izabrali samo jedan dan autonomije sustava.
U četvrtom retku tablice 3. uzeta je činjenica da akumulator zbog održanja životnog vijeka želimo prazniti samo do polovice kapaciteta. Kapacitet realnog akumulatora je tako došao do 833 Ah. To će u konkretnom slučaju značiti 4 baterijska sloga po 24V, 220Ah u paralelu, dakle ukupno 24V,  880Ah. Na slici 2. prikazan je spoj pojedinih akumulatora u realnoj baterijskoj banci.

Slijedno se određuje dnevno punjenje QL odnosno energija u Ah koja mora dnevno doći do stezaljki akumulatora da bi se osigurala projektirana  potrošnja iz akumulatora. QL je ključan podatak u daljnjem proračunu jer definira koliko energije moramo dobiti iz fotonaponskih modula i prema njemu se u konačnici definira i broj modula. U konkretnom slučaju, prema 5. retku tablice 3. na stezaljke akumulatora mora se dovesti 509 Ah dnevno, da bi se iz njega moglo „potrošiti“ 417 Ah.

 

Slika 2.: Spoj akumulatora u banku akumulatora

Slika 2.: Spoj akumulatora u banku akumulatora

Korak 4.: Proračun broja potrebnih modula.

Slika 3.: Od fotonaponskog modula do fotonaponskog polja (postrojenja)
Slika 3.: Od fotonaponskog modula do fotonaponskog polja

Kada su određene potrebe za dnevnom količinom energije u koraku 1., osnovni parametri sustava u koraku 2., kapacitet baterije i energija potrebna za dnevno punjenje baterija u koraku 3., može se u koraku 4. pristupiti određivanju broja fotonaponskih modula.

Spajanjem fotonaponskih modula u seriju dobiva se niz modula, odnosno „string“. Spajanjem u seriju fotonaponskih modula zbrajaju se naponi modula u napon niza, uz zadržavanje iste struje koja protječe kroz sve module. Koliko se modula može spojiti u niz bit će određeno maksimalnim dozvoljenim ulaznim naponom uređaja na koji se priključuju. Spajanjem nizova u paralelu zadžava se napon niza, a zbraja se struja nizova.

Koliko se smije nizova spojiti u paralelu bit će određeno maksimalnom ulaznom stujom uređaja na koji se moduli priključuju. Nekoliko nizova spojenih pralelno tvori fotonaponsko polje, odnosno fotonaponsko postrojenje, kako je to sve još jednom prikazano na slici 3.

Za naš projektirani sustav znamo do sada da je potrebno prema akumulatoru dovesti dnevno 509 Ah. Isto tako pretpostavili smo da koristimo module snage 250 Wp, opisane u prošlom nastavku serije. Također, pretpostaviti ćemo da ćemo 10 modula spojiti u niz (engl. string). To rezultira snagom fotonaponskog polja 2500 Wp. Za generator smo pretpostavili da bude snage približno iste kao i fotonaponsko polje; izabran je stoga generator snage 3000 VA i da radi dnevno 1 h.  Generator tako doprinosi 3000 Wh na dan.

Iz javnog servisa PVGIS (https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/en/tools.html), spomenutog u prošlom nastavku serije, došli smo do podataka koliko kWh u pojedinom mjesecu na ciljnoj lokaciji Vodica uz zadanu orijentaciju i nagib modula može proizvesti 1 kWp fotonaponskih modula.

Tablica 4. Očekivana dnevna proizvodnja energije iz 1 kWp fotonaponskih modula na konkretnoj lokaciji, poštujući orijentaciju i nagib modula, sve prikazano po mjesecima.

Tablica 4. Očekivana dnevna proizvodnja energije iz 1 kWp fotonaponskih modula na konkretnoj lokaciji, poštujući orijentaciju i nagib modula, sve prikazano po mjesecima.

 

 

Ed: Očekivana dnevna proizvodnja za predmetni sustav (kWh)

Em: Očekivana mjesečna proizvodnja za predmetni sustav (kWh)

Hd
: Prosječno dnevno osunčanje sustava primljeno po kvadratnom metru modula (kWh/m2)

Hm: Prosječno mjesečno osunčanje sustava primljeno po kvadratnom metru modula (kWh/m2)

Podaci uz koje je rađen proračun (podatke pod 1. i 2. unosite Vi, ostalo predlaže aplikacija!):

  1. Mikrolokacija objekta: okolica Vodica.
  2. Orijentacija objekta: jugoistok, 35 stupnjeva otklonjeno od juga, nagib modula 30 stupnjeva.
  3. Baza korištena za proračun dobivene električne energije: PVGIS-CMSAF.
  4. Nazivna snaga fotonaponskog postrojenja:1 kWp.
  5. Očekivani, pretpostavljeni, gubitci rezultirani utjecajem temperature okoline: 10%.
  6. Očekivani, pretpostavljeni, gubitci zbog refleksije površina: 2.7%.
  7. Ostali, pretpostavljeni gubitci (kabeli, spojnice, izmjenjivač): 14.0%.
  8. Pretpostavljeni zbirno očekivani gubitci na kompletnom fotonaponskom sustavu: 24.7%.

Nadalje, u Tablicu 5. u siva polja se unose do sada poznate veličine: snaga modula, napon akumulatora, broj modula u stringu, potrebno dnevno punjenje u Ah određeno u koraku 2., energija iz pomoćnog izvora u Wh, te energija u Wh po danu koju je moguće dobiti iz 1 Wp fotonaponskih modula.

Tablica 5.: Proračun broja modula: samo polazni podaci (gore), kompletno popunjena (dolje)

Tablica 5.: Proračun broja modula: samo polazni podaci (gore), kompletno popunjena (dolje)

Ostali, neispunjeni reci Tablice 5. izračunati će se iz polaznih podataka prema formulama u prvom stupcu. Račun se provodi za sve mjesece. Energiju pomoćnog izvora od 3000 Wh izražavamo u Ah koji će u biti poslani akumulatoru iz generatora (QH; redak 7.). Uzima se pri tome 10% veći napon baterije (1,1 US) jer to odgovara stvarnom stanju gdje se akumulator uvijek puni na višem naponu nego što je nazivni napon akumulatora! U retku 8. definiramo koliko Ah mora biti proizvedeno iz fotonaponskih modula QPV i to tako da se od dnevno potrebne energije punjenja akumulatora QL  (izračunate u koraku 2.) oduzme energija koja će biti proizvedena u generatoru QH. U retku 10. računamo koliko se energije EDC-S  izražene u Wh  može dobiti po danu iz jednog stringa koji sadrži nMS fotonaposnkih modula.  U 11. retku izražavamo energiju proizvedenu iz jednog stringa na dan (Wh iz 10. retka) u Ah.

U zadnjem retku Tablice 5. će se energija koja mora biti proizvedena iz fotonaponskih modula (QPV; 8. redak) podijeliti s energijom koliko može proizvesti jedan string (QS ;11. redak). Dobiveni broj nS je broj stringova koji mogu proizvesti potrebnu energiju QPV.

Zadnji redak Tablice 5 pokazuje zorno koliko stringova (a time i modula) je potrebno u pojedinom mjesecu da se ostvari željena proizvodnja energije iz fotonaposnkih modula, a da bi se moglo pokriti projektiranu potrošnju. Iz Tablice 5. izabiremo da otočni fotonaponski sustav ima 1 string s kojime može pokriti potrebe objekta od travnja do rujna, uz korištenje generatora do 1 sat na dan. Kada bi se željela pokriti cijela godina, morao bi se ili produžiti rad generatora ili povećati broj stringova na 2 do 3. No za pokrivanje cijele godine bilo bi dobro analizirati i specifičnosti trošenja energije u hladnijim mjesecima. Ovdje je trenutak gdje se svakako uključuje investitor i s njim se razgovara što i koliko je u stvari spreman platiti! Mi se u opisu primjera zadržavamo samo na jednom stringu s 10 modula koji pokriva projektirane potrebe objekta za energijom od travnja do rujna, uz predviđeni jednosatni rad generatora.

Korak 5.: Provjera usklađenosti komponenata.

Do sada su definirane sljedeće komponente: broj potrebnih fotonaponskih modula, organizacija modula u jedan string od 10 komada, baterijska banka 880Ah, 24V.

Potrebno je izabrati mrežni izmjenjivač na koji će se priključiti fotonaponski moduli. Snaga modula je 2500Wp dakle optimalan je mrežni izmjenjivač 2500 do 3000 VA. Nije dobro pretjerivati sa snagom izmjenjivača u odnosu na snagu fotonaponskog polja jer se za značajno veće snage izmjenjivača u odnosu na fotonaponsko polje smanjuje stupanj korisnog djelovanja sustava. No ono na što je izuzetno važno obratiti pažnju je da napon niza mora biti manji od ulaznog napona izmjenjivača. Za to se koriste podaci fotonaposnkog modula i provjerava se napon pri najvećem osunčanju i pri najnižoj temperaturi modula u radu (iako se ova dva stanja, srećom, ipak neće gotovo nikada dogoditi istovremeno!). Dobro je naponom niza (pri ovime ekstremnim uvjetima) se približiti što bliže maksimumu dozvoljenog ulaznog napona mrežnog izmjenjivača, ali se ona ne smije nipošto prijeći jer izmjenjivač nema zaštitu od previsoke razine napona na ulazu i posljedično može doći do oštećenja ulaznog dijela izmjenjivača. Praktično, za izabrani 250W modul uz maksimalno osunčanje i minimalnu radnu temperaturu, napon po modulu neće prijeći 40V, a time i napon niza od 10 modula neće prijeći 400V. Ulazni napon izmjenjivača je 500V, dakle moguće je priključiti 10 modula u nizu na izmjenjivač. Uz napon, potrebno je provjeriti i da struja modula, odnosno niza, odnosno paralele nizova, bude ispod maksimalno dozvoljene struje konkretnog ulaznog dijela mrežnog izmjenjivača. To će u većini slučajeva biti automatski ispoštovano ako je mrežni izmjenjivač iste ili nešto veće snage od snage fotonaponskog polja. U konkretnom slučaju izabran je 2500 VA mrežni izmjenjivač.

.

Slika 4.: Usklađenje napona fotonaponskih modula i ulaza izmjenjivača

Slijedi izbor bidirekcijskog pretvarača. Način djelovanja bidirekcijskog pretvarača opisan je u ranijim nastavcima serije. Bidirekcijski pretvarač mora biti izabran prema istosmjernom naponu akumulatorske banke, dakle u našem primjeru za 24 VDC. U sebi objedinjuje i punjač baterija i izmjenjivač. Punjač bidirekcijskog pretvarača mora osigurati potrebnu istosmjernu struju punjenja akumulatora, a to je negdje od 10 do 15% svojeg kapaciteta (vidi sliku 5.). U konkretnom primjeru znači da bidirekcijski pretvarač mora osigurati istosmjernu struju punjenja od 90 do 140A.

Slika 5.: Bidirekcijski pretvarač kao punjač baterija
Slika 5.: Bidirekcijski pretvarač kao punjač baterija

Slika 6.: Provjera mogućnosti prolaska snage fotonaponskog polja kroz punjač prema baterijama.

Kako energija ne može biti predana generatoru, bidirekcijski pretvarač mora kroz sebe moći propustiti cjelokupnu snagu fotonaponskog polja kada u objektu trošila nisu aktivna, a baterija je prazna. Smjer energije uz neaktivna trošila u objektu, a uz puno osunčanje prikazan je na slici 6. Ako bi fotonaponsko polje bilo veće snage od snage koja može proći kroz punjač, tada bi dolazilo do prorade zaštite punjača. Prorada zaštite punjača kada je najveće osunčanje znači nemogućnost punjenja baterija kada sunca ima najviše i to siguno ne bi bilo optimalno rješenje. Snaga punjača se provjerava na način da se pomnoži napon punjenja akumulatora (koji je nešto viši od nazivnog napona akumulatora,  cca 28V za 24 V bateriju) s maksimalno dozovljenom trajnom strujom punjača.

Slika 7.: Provjera osiguranja maksimalne trajne snage trošila

Uvidom u tehničke podatke bidirekcijskih pretvarača Multiplus može se vidjeti da za 24 V akumulator na raspolaganju postoje dvije jedinice: Multiplus 24 V / 3000 VA / struja punjača 70A i Multiplus 24 V / 5000 VA / struja punjača 120A.  
Po kriteriju iznosa struje punjenja 90 do 140 A potrebno je izabrati 5000 VA jedinicu koja može dati struju punjenja akumulatora 120A. Snaga punjača te jedinice je 120A * 28 V = 3360 VA, a što je veće od 2500 VA što je snaga fotonaponskog polja. Multipus 5000 može propustiti svu snagu fotonaponskog polja prema baterijama kroz sebe.

Nadalje, važno je provjeriti i da li sustav u cjelini i izabrani bidirekcijski pretvarač može u slučaju da nema proizvodnje energije iz fotonaponskih modula osigurati trajnu potrošnju trošila.

Ako se prisjetimo koraka 1 tamo smo definirali da se istovremeno može dogoditi maksimalna snaga trošila prema proračunu u iznosu od 6 kW. Naš je izabrani bidirekcijski pretvarač svega 5kVA. No ako je zaista potrebna trajna snaga veća od 5 kW sustav će sam uključiti generator. Bidirekcijski pretvarač ima u sebi transfer sklopku koja omogućava u ovom slučaju predavanje pune snage generatora (3000VA) prema trošilima uz istovremeno predavanje 5000VA iz baterija. Dakle pokriće trajne snage trošila od 6 kW je neupitno. Bidirekcijski pretvarač može kroz 60 sekundi dostaviti i dvostruku nazivnu snagu, dakle 10 kW. To će zajedno s 3kW snage generatora sasvim sigurno biti dovoljno i za kratkotrajne zalete motora u objektu (slika 7.).

Sada slijedi i posljednja provjera, a to je provjera usklađenosti akumulatora i bidirekcijskog pretvarača i to u radu izmjenjivača u bidirekcijskom pretvaraču. Kako smo u ranijim nastavcima serije opisali akumulator određenog kapaciteta ima definiranu maksimalnu snagu  izmjenjivača (dio bidirekcijskog pretvarača), a koja još neće djelovati štetno na životni vijek akumulatora. Ponovimo, ako na akumulator priključimo „prejak“ izmjenjivač, on će ubrzano trošiti i stariti bateriju. Ako na bateriju priključimo „preslabi“ izmjenjivač onda možda nećemo u trjanom radu moći pokriti sve ptorebe trošila.

Tako vrijedi općenito pravilo:  Kapacitet baterije (Ah) > 5h * Pizmj / Ubat

U našem konkretnom sluačju imamo izmjenjivač u bidirekcijskom pretvaraču koji može trajno davati 5000 VA trošilima i akumulator na koji je spopjen bi morao imati najmanji kapcitet od:  5h * Pizmj / Ubat = 5* 5000 / 24 = 1042 Ah. U našem konkretnom slučaju imamo 880 Ah akumulator, pa bi izmjenjivač koji bi trajno „hranio“ trošila s 5000 VA dovodio do ubrzanog starenja baterija. Izlaz iz ove situacije je da se ograniči potrošnja iz baterije, a time i makimalna snaga trošila na 4000 VA. Ako bi trošila bila snage 4000VA onda je zadovoljen uvjet:  Kapacitet baterije = 880 Ah  >  5h * Pizmj / Ubat = 5* 4000 / 24 = 834 Ah.

To znači da ćemo izmjenjivač podesiti tako da iz baterija crpi trajno maksimalno 4000VA, a ako je potrebna veća snaga, uključit će se automatski generator. Kratkotrajna, minutna, opterećenja do 5000VA, koliko je nazivna snaga bidirekcijskog prtetvarača, nisu bitna za životni vijek baterije i smiju se događati. Već ranije smo rekli da izmjenjivač bidirekcijskog pretvarača može dati i dvostruku snagu kroz 60 sekundi, dakle do 10 kW, što također neće smanjiti životni vijek baterija.

Time smo u cijelosti definrali i uskladili sve komponente sustava. Sustav je prikazan na slici 8.

Slika 8.: Projektirani sustav

Korak 6.: Susret investitora s realnosti

Ovaj je korak sigurno najinteresantniji. Svaki investitor mora sebi postaviti pitanje: Koliko me to zapravo košta u izgradnji, koliki je trošak održavanja i konačno koliko je zapravo cijena kWh iz tog sustava?
Krenimo redom: U Tablici 6. je dan pregled glavnih komponenti sustava. Tu naravno treba još nešto rada i ostalog sitnog, potrošnog materijala, (da ne govorimo i znanja) no okvir za razmišljanje je tu.

Tablica 6.: Cijena koštanja glavnih komponenti sustava
Tablica 6.: Cijena koštanja glavnih komponenti sustava

Cijena novog postrojenja prema Tablici 6. iznosi  84.643 kn.
Ako pretpostavimo da sustav radi 15 godina i da je zamjena baterije svake 3 godine, dakle potrebno je 4 puta zamjeniti baterije:  4 zamjene x 8kom x 300€ = 9.600 €;  9.600€ x 7,66 kn/€   = 73. 536 kn.

Pretpostavimo nadalje i rad generatora na način da isti troši 7 kn/h rada i da radi 1h u 200 dana u godini: 7 kn/h x 1 h x 200 dana x 15 god = 21. 000 kn. Ukupni trošak od nabavke sustava kroz 15 godina tako iznosi:  179.179 kn.



Pretpostavimo da smo i trošili električnu energije kroz 15 godina na slijedeći način: 10 kWh / dan x 200 dana x 15 god = 30.000 kWh.

Tako se dolazi i do cijene 1 kWh energije kao: 179.179 kn / 30.000 kWh = 5,97kn/kWh.

Naravno da se sada može reći da je ova računica konzervativna, da akumulatori traju dulje, da generator troši manje itd, da ima jeftinijih komponenti…

No ako znamo da je danas cijena 1 kWh energije koju nabavljamo od elektroopskrbljivača oko 1 kn/kWh, dolazimo do jasne činjenice o višestruko skupljoj cijeni električne energije iz otočnih fotonaponskih sustava. Otočni fotonaponski sustav je potpuno opravdan samo tamo gdje nema drugog izvora energije.

Ova kratka računica pokazuje i u kojem smjeru treba ići. Glavna komponenta na kojoj će doći do promjene su sigurno akumulatori, sva ostala elektronika bit će više ili manje slična i potrebna. No i integriranje otočnih naponskih sustava u javnu mrežu, zamjenjujući generator sa javnom mrežom sigurno doprinosi cjenovnoj efikasnosti sustava. Tako otočni fotonaponski sutav može biti projektiran da nosi, ne cijelu potrošnju objekta, već samo manji dio njegove potrošnje, odnosno da sprema samo ono što će lokalni objekt sigurno i potrošiti. To je trend u Europi. Nekako se sama nameće i ideja da ako smo se preko javne mreže riješili generatora kao pomoćnog izvora, bilo bi dobro riješiti se i baterija kao danas najskupljeg i najzaostalijeg tehnološkog rješenja. Istina nećemo biti potpuno samostalni jer nam je tada potrebna javna mreža. No možemo umanjiti trošak za energiju kroz eksploatacijski period jer nema nabavke baterija. Ako još i jednokratnu investiciju pokrijemo iz kojeg „fonda“ onda smo situaciju preokrenuli i energija bi nas mogla koštati manje nego iz javne mreže. O tome u nekoim od slijedećih nastavaka ovog serijala.

Pretraživali ste prema ovim riječima: bidirekcijski izmjenjivac, bidirekcijski izmjenjivač, struja iz sunca, foto napon, foto paneli, fotonapon, fotonapon izmjenjivac, fotonapon izmjenjivač, fotonapon svjetionik, fotonapon voćnjak, fotonapon zaštita, fotonaponske celije, fotonaponske elektrane, fotonaponski kolektori, fotonaponski modul, fotonaponski paneli, fotonaponski pogon, fotonaponski sistem, fotonaponski sustav, fotonaponski sustavi, fotonaposnki kabel, fotovoltaici, fotovoltaik, isplativost fotonapona, proračun proizvodnje struje, izračun isplativosti solara, računica isplativosti fotonapona, nema priključak struje, off-grid fotonapon, off grid solarni, solar bez priključka struje, on-grid fotonapon, on-grid solarni, regulator punjenja, solarna energija u hrvatskoj, solarna energija za vikendice, solarna oprema za vikendice, solarna struja za vikendice, solarne celije, solarne ćelije, solarni paneli za vikendice, solarni sistemi za vikendice, solarni sistemi za vikendice cijena, solarno napajanje, struja na otocima, struja otok, struja sunce