Autor: Fronius Polska

Dział Solar Energy firmy Fronius powstał w 1992 roku. Produkcja odbywa się w Austrii, w okolicy miejscowości Linz. Polski oddział ma siedzibę w Gliwicach.
Podłączenie i konfigurowanie licznika energii z kartą Datamanager 2.0

Podłączenie i konfigurowanie licznika energii z kartą Datamanager 2.0

Produkcja energii elektrycznej w instalacji fotowoltaicznej jest dobrze znana (odczytywana bezpośrednio z falownika). Można ją rówież przedstawić w formie atrakcyjnych wykresów na portalu Solar.web. Jeżeli natomiast zainstalujemy dodatkowe liczniki energii,  pozwolą nam one na stworzenie profilu zużycia energii w budynku. Można zatem ustalić, co się dzieje z produkowaną energią: które odbiorniki z niej korzystają bezpośrednio, a ile energii oddajemy do sieci. Dzięki profilom zużycia można “wyłapać” np. nieprawidłowo działające odbiorniki (zamrażarka w piwnicy z zepsutym termostatem – z życia wzięte!). W instalacjach z falownikiem Fronius można zainstalować nawet 4 dodatkowe liczniki energii: 1 podstawowy (w torze zasilania) oraz trzy dodatkowe, które mogą mierzyć energię wybranych odbiorów (np. pompy ciepła) lub innych źródeł energii (np. falownik wiatraka).

UWAGA! W jednej instalacji można wykorzystać różne typy liczników, np.:

  • Fronius Smart Meter 50kA-3 jako licznik główny,
  • Fronius Smart Meter 63A-1 do monitorowania jednofazowej pompy ciepła
  • licznik S0 do monitorowania zużycia energii przez grzałkę w zbiorniku c.w.u.
  • Fronius Smart Meter 63-3 do monitorowania drugiego źródła energii (np. wiatraka)

Poniżej wyjaśniamy, jak skonfigurować podłączenie licznika Fronius Smart Meter oraz licznika S0 na stronie www karty Datamanagera. Informacje te zostały zaczerpnięte z instrukcji obsługi karty Datamanagera, która może zostać pobrana ze strony Fronius Polska.

Informacje ogólne

WAŻNE! Ustawienia w pozycji menu „Liczniki” może konfigurować wyłącznie przeszkolony personel specjalistyczny!
W pozycji menu „Liczniki” konieczne jest podanie hasła serwisowego (login: service).

Menu “Licznik”

Rys.1. Ustawienia licznika w menu karty Datamanager

(1) Pole wyboru licznika:

– brak wybranego licznika;

– Fronius Smart Meter;

– falownik S0 (tylko w przypadku modeli Fronius Galvo, Fronius Symo i Fronius Primo).

(2) Odnośnik do schematu połączeń liczników

(3) Przycisk „Zastosuj/zapisz”

(4) Przycisk „Anuluj / odrzuć wprowadzone dane”


Fronius Smart Meter

Rejestracja zużycia własnego przez urządzenie „Fronius Smart Meter”.

Rys.2. Wybór licznika Fronius Smart Meter w menu karty Datamanager

(1a) Lokalizacja licznika w punkcie zasilania sieci (na styku budynku i OSD)

Nastąpi pomiar mocy i energii dostarczonej do sieci. Na podstawie tych wartości oraz danych instalacji określane jest zużycie.

(1b) Lokalizacja licznika w punkcie poboru energii (w torze odbiorników)

Nastąpi bezpośredni pomiar zużytej mocy i energii. Na podstawie tych wartości oraz danych instalacji określana jest moc i energia przekazana.

Rys.3. Możliwe lokalizacje instalacji licznika Fronius Smart Meter

Można używać urządzeń „Fronius Smart Meter” w wersji trój- lub jednofazowej. W obu przypadkach wyboru dokonuje się w pozycji „Fronius Smart Meter”. Urządzenie „Fronius Datamanager” automatycznie określa typ licznika.


Rys. 4. Podłączenie urządzenia „Fronius Smart Meter” do urządzenia „Fronius Datamanager 2.0”


Licznik S0

Rys. 5. ustawienia licznika S0 podłączego do Falownika nr 1 (“Falownik S0 1“)

(1a) Lokalizacja licznika w punkcie zasilania sieci (na styku budynku i OSD)

Nastąpi pomiar mocy i energii dostarczonej do sieci. Na podstawie tych wartości oraz danych instalacji określane jest zużycie.

Licznik S0 musi być skonfigurowany w tym miejscu tak, aby zliczał energię przekazaną do sieci.

WAŻNE! W przypadku licznika S0 w punkcie zasilania dane licznika nie będą wyświetlane w platformie „Fronius Solar.web”. Opcja ta jest przewidziana do zastosowania tylko dla dynamicznej redukcji mocy. W przypadku zasilania sieci wartości zużycia można określać tylko w ograniczonym stopniu.

(1b) Lokalizacja licznika w punkcie poboru energii (w torze odbiorników) – ZALECANA

Nastąpi bezpośredni pomiar zużytej mocy i energii. Na podstawie tych wartości oraz danych instalacji będzie określana moc i energia przekazana.

Licznik S0 musi być skonfigurowany w tym miejscu tak, aby zliczał energię zużytą.

(1c) Pole wprowadzania przelicznika impulsów na kWh

Rys. 6. Możliwe lokalizacje instalacji  licznika S0

Do falownika przez S0 można bezpośrednio podłączyć licznik w celu rejestracji wartości zużycia własnego (dotyczy tylko falowników Fronius Galvo, Fronius Symo, Fronius Primo i Fronius Eco).

WAŻNE! Licznik S0 jest podłączany do wejściowego interfejsu falownika. Podłączenie licznika S0 do falownika może wymagać aktualizacji oprogramowania sprzętowego.

Rys. 7. Lokalizacja kostki wejścia S0 w falowniku oraz schemat połączeń licznika

Wymagania dotyczące interfejsu licznika S0:

  • musi spełniać normę PN-EN 62053-31 Class B,
  • maks. napięcie 15 V DC,
  • maks. prąd w stanie włączonym 15 mA,
  • min. prąd w stanie włączonym 2 mA,
  • maks. prąd w stanie wyłączonym 0,15 mA.

Zalecana maks. liczba impulsów licznika S0:

Moc fotowoltaiczna kWp [kW] maks. liczba impulsów na kWp
30 1000
20 2000
10 5000
≤ 5,5 10 000

 

UWAGA: “Wejście S0”, wbrew swojej nazwie, jest tak naprawdę małym źródłem prądowym. Dzięki temu falownik może wykryć na tym styku, czy jest ono zwarte, czy też rozwarte, a dzięki temu: potrafi wykrywać i liczyć impulsy. Źródło to ma polaryzację, czyli “+” i “-“.
Natomiast nowe liczniki z interfesjem S0 mają wyjście impulsowe w formie transoptora (dzięki temu można zachować izolację galwaniczną), a dokładniej złącza Kolektor-Emiter w opto-tranzystorze. Złącze to może przewodzić prąd tylko w jednym kierunku. Dlatego należy zwrócić uwagę na polaryzację przewodów! W praktyce: jeżeli licznik S0 nie zostanie wykryty przez Datamanager, należy zamienić bieguny przewodów.
Schemat połączeń przedstawiono poniżej.

Ważna książka o fotowoltaice – wydanie VII

Ważna książka o fotowoltaice – wydanie VII

Pojawiło się nowe, już VII wydanie pozycji książkowej traktująca o fotowoltaice. Nie ma takich książek zbyt wiele, więc tym bardziej powinna cieszyć i stanowić obowiązkową lekturę każdego instalatora. Książka zawiera wiele szczegółów technicznych, przeznaczona jest zatem raczej dla firm instalujących lub przymierzających się do instalowania PV.
Do kupienia na stronie wydawcy (GLOBEnergia) za ok. 80 zł.

“Poradnik Instalacje Fotowoltaiczne, edycja VII”

Bogdan Szymański
ISBN: 978-83-65874-00-9
rok wydania: 2018
format B5, oprawa miękka, s. 323

Książka, której autorem jest niekwestionowany ekspert w zakresie realizacji instalacji fotowoltaicznych, jest skierowana do instalatorów, monterów oraz handlowców związanych z sektorem PV. Lektura tej pozycji da  odpowiedź na pytania o optymalny dobór modułów fotowoltaicznych i falownika oraz o konfigurację instalacji PV tak, aby działała ona poprawnie i wydajnie przez długie lata. Z pełną odpowiedzialnością polecamy tę książkę, dzięki której można uniknąć wielu popełnianych błędów instalacyjnych i uzyskać praktyczne rady pozwalające na wykonanie poprawnie działającej instalacji PV.

Życzymy miłej lektury!
Fronius Polska Sp. z o.o.

SPIS TREŚCI VII wydania “Instalacje fotowoltaiczne”:

1. Moduły fotowoltaiczne

1.1. Moduł fotowoltaiczny – definicja i budowa
1.2. Podział ogniw i modułów fotowoltaicznych ze względu na materiał półprzewodnikowy
1.2.1. Moduły zbudowane z ogniw z krzemu krystalicznego
1.2.2. Moduły cienkowarstwowe
1.3. Podział modułów PV ze względu na budowę ogniw PV lub modułu PV
1.3.1. Cienkowarstwowe hybrydowe moduły fotowoltaiczne
1.3.2. Moduły monokrystaliczne z obiema elektrodami z tyłu (all back contact)
1.3.3. Moduły monokrystaliczne typu hit
1.3.4. Moduły oparte o ogniwa typu PERC
1.3.5. Moduły PV szyba – szyba
1.3.6. Moduły PV w technologii SMARTwire
1.3.7. Dwustronne moduły PV
1.4. Udział w rynku poszczególnych typów modułów PV
1.5. Zestawienie typów i podstawowych parametrów modułów PV
1.6. Praktyczne znaczenie liczby bus bar-ów
1.7. Stc, noct – warunki w jakich badane są moduły PV
1.8. Charakterystyka prądowo – napięciowa i najważniejsze parametry elektryczne
1.9. Zmiana mocy, napięcia oraz prądu wraz ze zmianą warunków słonecznych
1.10. Zmiana mocy, napięcia oraz prądu wraz ze zmianą temperatury
1.11. Jak poznać moduły wykonane z wysokiej lub niskiej jakości ogniw?
1.11.1. W oparciu o parametry elektryczne
1.11.2. W oparciu o wygląd
1.12. Sprawność modułów PV
1.13. Znaczenie praktyczne sprawności
1.14. Dodatnia tolerancja i jej znaczenie przy wyborze modułu PV
1.15. LID i roczna utrata mocy
1.15.1. Moduły z dodatkiem galu
1.15.2. Początkowy wzrost mocy modułów CIGS
1.16. Degradacja foli EVA
1.17. Sprawność przy niskim natężeniu promieniowania słonecznego
1.18. Certyfikaty i normy
1.19. PVT – połączenie modułu pv z kolektorem słonecznym

2. Falowniki i optymalizatory mocy
2.1. Budowa i podział falowników
2.1.1. Podział falowników ze względu na izolację
2.1.2. Podział falowników ze względu na typ instalacji
2.1.3. Podział falowników ze względu na wielkość
2.2. Mikro-, szeregowy czy centralny – jaki falownik wybrać?
2.3. MPP traker – czym jest i jakie spełnia zadania
2.4. Zależność sprawności falownika od napięcia i obciążenia
2.5. Napięciowy zakres pracy falownika
2.6. Sprawność falowników
2.7. Mikrofalowniki w instalacji
2.7.1. Zalety mikrofalowników
2.7.2. Ograniczenia mikrofalowników
2.7.3. Mikrofalowniki – kiedy pomyśleć o wyborze
2.8. Optymalizatory mocy (power optimizer)
2.8.1. Zasada działania
2.8.2. Stałe napięcie na module PV i na łańcuchu modułów PV
2.8.3. Optymalizacja mocy na poziomie ogniw PV
2.8.4. Monitorowanie pracy na poziomie modułu i funkcje bezpieczeństwa
2.8.5. Porównanie funkcjonalności optymalizatorów mocy
2.9. Porównanie mikrofalowników i optymalizatorów mocy
2.10. Monitoring pracy falowników
2.11. Wymagania OSD względem konfiguracji falowników
2.12. Analiza karty katalogowej

3. Dobór i optymalizacja instalacji PV
3.1. Pochylenie i azymut instalacji fotowoltaicznej
3.2. System nadążny
3.3. Odstępy między rzędami
3.4. Wskaźnik wykorzystania przestrzeni montażowej
3.5. Sposoby łączenia modułów w instalacji
3.5.1. Połączenie szeregowe i równoległe modułów PV
3.5.2. Niedopasowanie prądowe i napięciowe
3.6. Przewody i kable w instalacji pv
3.6.1. Wybór rodzaju kabli oraz ich prowadzenie
3.6.2. Dobór przekroju poprzecznego żył przewodów i kabli w instalacji PV
3.6.3. Tabele doboru przekroju poprzecznego kabli i przewodów do instalacji PV
3.7. Zabezpieczenia w instalacjach PV
3.7.1. Bezpieczniki
3.7.2. Wyłączniki nadprądowe
3.7.3. Wyłącznik różnicowo – prądowy w instalacji PV
3.7.4. Ograniczniki przepięć i instalacja odgromowa
3.7.5. Uziemienie i połączenie wyrównawcze
3.8. Dopasowanie typu modułów do falownika
3.9. Dopasowanie mocy modułów PV do mocy falownika
3.10. Obliczenie minimalnego i maksymalnego napięcia łańcucha modułów PV
3.11. Wyznaczenie maksymalnego prądu zwarcia łańcucha modułów PV
3.12. Obliczenie minimalnej i maksymalnej liczby modułów PV w łańcuchu
3.13. Wybór typu instalacji
3.14. Licznik w instalacji sieciowej on grid i bilansowanie międzyfazowe
3.15. Dobór mocy instalacji sieciowej – on grid
3.16. Przykład doboru instalacji sieciowej
3.16.1. Dobór mocy w oparciu za zużycie energii
3.16.2. Weryfikacja mocy po analizie dostępnej przestrzeni montażowej
3.16.3. Dobór mocy falownika do modułów PV
3.16.4. Dobór łańcuchów modułów pv do falownika
3.16.5. Przewody i zabezpieczenia
3.16.6. Schemat instalacji oraz plan obwodów
3.17. Plan obwodów – string plan
3.18. Uruchomienie falownika w instalacji sieciowej
3.19. Instalacje wyspowe
3.19.1. Bezpośrednie zasilanie urządzeń prądu stałego
3.19.2. Zasilanie urządzeń z wykorzystaniem regulatora ładowania
3.19.3. Zasilanie urządzeń z wykorzystaniem przetwornicy DC/AC oraz regulatora ładowania
3.20. Dobór instalacji wyspowej i hybrydowej do zasilania budynków
3.21. Dokumentacja i testy po wykonaniu instalacji
3.21.1. Kontrola i podstawowe pomiary i testy
3.21.2. Pomiary i analiza charakterystyki prądowo-napięciowej
3.21.3. Badanie kamerą termowizyjną modułów PV
3.21.4. Dokumentacja
3.21.5. Przykładowy protokół z pomiarów i testów instalacji PV
3.22. Współpraca instalacji PV z pompą ciepła
3.23. Co należy przewidzieć na etapie budowy domu pod kątem montażu instalacji PV

4. Akumulatory w systemach pv
4.1. Technologie akumulatorów stosowane we współpracy z systemami pv
4.2. DOD, SOC i liczba cykli ładowania
4.3. Wpływ temperatury na prace akumulatorów
4.4. Współpraca falownika z akumulatorami

5. Konstrukcje wsporcze oraz montaż modułów i falowników
5.1. Systemy mocowań na dachach skośnych
5.2. Systemy mocowań na dachach płaskich
5.3. Rozplanowanie modułów PV i odstępy brzegowe na dachach płaskich oraz skośnych
5.4. Systemy mocowań na gruncie
5.5. Montaż modułów do konstrukcji wsporczej
5.6. Certyfikaty i normy konstrukcji wsporczych
5.7. Montaż falownika

6. Problemy projektowe, wykonawcze i eksploatacyjne
6.1. Zacienienie na instalacjach PV
6.1.1. Rola i znaczenie diod obejściowych
6.1.2. Wpływ zacienienia na pracę modułu PV
6.1.3. Energetyczne skutki zacieniania
6.1.4. Uwzględnianie zacienienia w rozplanowaniu modułów
6.1.5. Unikanie przy montażu stref zacienienia
6.2. Gorący punkt (hot spot)
6.3. Korozja warstwy TCO
6.4. Degradacja indukowanym napięciem PID
6.5. Prąd upływu
6.6. Unikanie pętli indukcyjnej
6.7. Zwarcie doziemne generatora PV
6.8. Moc czynna, bierna, pozorna – cos(φ), tg(φ) falownika
6.9. Wzrost napięcia w miejscu przyłączenia falownika
6.10. Możliwości przyłączenia instalacji do sieci
6.11. Mycie instalacji PV
6.12. Błędy wykonawcze

7. Ekonomika, otoczenie prawne i uzysk energii z instalacji fotowoltaicznych
7.1. Produkcja energii elektrycznej z instalacji fotowoltaicznej
7.1.1. Źródła danych o nasłonecznieniu
7.1.2. Uzysk energii z instalacji PV
7.2. Jak obliczyć uzysk energii z instalacji?
7.3 składowe kosztów instalacji fotowoltaicznej
7.4. Koszty eksploatacyjne
7.5. System rozliczenia energii wyprodukowanej przez instalację PV
7.6. Wymóg umowy kompleksowej dla prosumenta
7.7. Bilansowanie międzyfazowe a ekonomika falowników jednofazowych
7.8. Prosty okres zwrotu mikroinstalacji

8. Wydarzenia branżowe

Podstawy fotowoltaiki w pigułce, cz. 2

Podstawy fotowoltaiki w pigułce, cz. 2

W pierwszej części „Podstaw fotowoltaiki” omówiliśmy, z czego składa się instalacja fotowoltaiczna i wyliczyliśmy, że jest to inwestycja opłacalna. Czas na monitorowanie, zarządzanie energią (czyli: jak jeszcze bardziej zwiększyć opłacalność instalacji) i niezwykle ważne kwestie: bezpieczeństwo.

Czy warto monitorować instalację?

Monitorowanie i kontrola systemów fotowoltaicznych są niezbędne nie tylko do niezawodnego jego funkcjonowania lub informowania o sytuacjach nietypowych, lecz przede wszystkim do uzyskania maksymalnej wydajności takiego systemu.

Najprostszym sposobem monitorowania pracy falownika jest odczytywanie wartości na wyświetlaczu (zazwyczaj LCD), który jest elementem prawie każdego falownika dostępnego na rynku. Niestety, ta forma monitorowania wymaga fizycznej obecności przy falownika. Właściciel instalacji musi pamiętać, aby systematycznie sprawdzać pracę swojej instalacji, w przeciwnym wypadku może się nie zorientować, że instalacja produkuje mniej energii lub nie produkuje jej wcale.

Do bardziej zaawansowanego monitoringu, w tym rejestracji parametrów wejściowych i wyjściowych falownika (m.in. moce, napięcia i prądy), zalecane jest stosowanie zaawansowanych układów zwanych Datamanager’ami. Dane w takich układach mogą być rejestrowane, przechowywane i prezentowane przez wyspecjalizowane oprogramowanie, dostępne w formie dedykowanej strony internetowej lub aplikacji na smartfona. Przewodowe połączenie Ethernet lub bezprzewodowe połączenia Wi-Fi są coraz częściej oferowane jako standardowe wyposażenie falowników, a przoduje w tej dziedzinie firma Fronius. Dysponując połączeniem internetowym, możemy te dane zdalnie analizować na bieżąco, a w razie konieczności archiwizować i kontrolować pracę instalacji w dłuższym okresie czasu. Na dedykowanej stronie internetowej udostępnionej właścicielowi instalacji możemy analizować dzienne, miesięczne czy roczne profile produkcji energii oraz generować odpowiednie raporty. Szczególnie interesujące jest wykorzystanie dodatkowego układu pomiarowego (inteligentnego licznika energii Fronius Smart Meter), który mierząc zużycie energii przez odbiorniki zainstalowane w budynku pozwala porównywać profil produkcji w instalacji fotowoltaicznej z profilem zużycia energii budynku. Pozwala to łatwo obliczyć stopień wykorzystania energii na potrzeby własne, a także korzyści finansowe wynikające z zainstalowania elektrowni słonecznej. Popularną funkcją jest również prezentowanie innych danych związanych z produkcją energii z elektrowni PV, w tym np. redukcji emisji CO2 czy ilości uratowanych drzew.

Monitorowanie ważne jest również z punktu widzenia bieżącej obsługi technicznej i serwisu. Wszelkie niepokojące zdarzenia mogą być natychmiast raportowane do osoby odpowiedzialnej za poprawną pracę instalacji, dzięki czemu jakiekolwiek nieprawidłowości w pracy elektrowni mogą zostać niezwłocznie zlokalizowane i – w razie takiej konieczności – usunięte. Czas i precyzja jest tu pożądana, ponieważ każdy dzień wyłączenia instalacji z pracy to wymierne straty dla inwestora.

Wszystkich zainteresowanych odsyłamy do portalu internetowego Solar.Web firmy Fronius (http://www.solarweb.com), gdzie na podstawie przykładowych, ogólnodostępnych instalacji można zapoznać się z wszystkimi zaletami zaawansowanego monitorowania.

Rys. 1. Przykład monitorowania instalacji na portalu Solar.Web (http://www.solarweb.com).

Dlaczego warto zarządzać produkowaną energią

Optymalizacja zużycia produkowanej energii na własne potrzeby

Oddawanie do sieci niewykorzystanej energii wiąże się z wymiernymi stratami finansowymi. W przypadku mikronstalacji, dzięki wprowadzonemu ustawą o oze net-meteringowi możemy „odzyskać” tylko 80% (do mocy 10kW) lub 70% (do mocy 40kW) oddanej energii wraz z kosztem jej dystrybucji. A stopień naszej samowystarczalności (część energii bezpośrednio zużywanej na potrzeby własne) to zaledwie 25-30%.

Zmieniając nawyki użytkowników np. poprzez manualne, zegarowe lub inteligentne włączanie niektórych urządzeń w godzinach największej produkcji energii ze słońca, możemy uzyskać poprawę takiego stanu, a stopień samowystarczalności podnieść nawet do 50%.

Rys. 2. Idea zarządzana zużyciem energii w budynku jednorodzinnym w celu zwiększenia stopnia wykorzystania produkowanej energii.

Coraz ważniejszym tematem staje się wytwarzanie ciepła, także pod względem możliwości jego włączenia w zarządzanie energią. W nowoczesnych zbiornikach ciepłej wody użytkowej w zasadzie nie jest istotny moment pozyskania energii wykorzystanej do podgrzewania wody – potrafią one utrzymywać uzyskaną temperaturę przez kilkadziesiąt godzin. Podobnie w przypadku energooszczędnych, dobrze izolowanych budynków, załączenie pompy ciepła do ogrzewania lub chłodzenia pomieszczeń może być przesunięte w czasie. Urządzenia te idealnie zatem nadają się do sterowania, a co za tym idzie – inteligentnego magazynowania wytwarzanej energii w postaci ciepła (lub chłodu).

Zastosowanie E-Manager’a w falowniku

Odpowiednio zaprogramowany układ E-Manager w falowniku Fronius pozwala na załączanie i wyłączanie dowolnego odbiornika energii (np. poprzez przekaźnik lub dodatkowy stycznik). Najprostszy algorytm może wykorzystywać w tym celu wartość aktualnie wytwarzanej w instalacji PV mocy. Poprzez odpowiednio ustawione wartości załączenia i wyłączenia następuje sterowanie podłączonym odbiornikiem.

System Fronius daje jednak znacznie więcej możliwości. Mając dokładną wiedzę o aktualnym bilansie energii elektrycznej w budynku, można z łatwością zaprogramować załączenie urządzeń na bazie wartości mocy oddawanej do sieci oraz ich wyłączenie – w przypadku gdy energia z sieci jest pobierana.

Ale możliwości kontroli i regulacji jest więcej. W przypadku pomp ciepła bardzo ważne jest, aby kompresor po załączeniu pracował przez określony, minimalny czas. Można również, jako priorytet wybrać przygotowanie c.w.u. nie później, niż do określonej godziny, np. 18:00, gdy domownicy wracają po pracy. Fronius będzie sterował grzałką c.w.u. w zależności od dostępnego nadmiaru produkowanej energii, a jeśli będzie on w pochmurne dni niewystarczający – załączy podgrzewanie wody z odpowiednim czasowym wyprzedzeniem.

Monitorowanie pracy instalacji PV i podejmowanie różnorodnych akcji na bazie np. aktualnie uzyskiwanej mocy, czy tez możliwość sterowania pracą instalacji PV daje projektantom nieograniczone pole możliwości zarządzania energią. 

Rys. 3. Przykład sterowania grzałką w bojlerze c.w.u. na podstawie nadwyżki energii z PV.

Więcej informacji na temat zarządzania energią.

Czy instalacja PV jest bezpieczna?

Fotowoltaika to niezwykle bezpieczna technologia, ale niektórzy ludzie nadal mają nieuzasadnione obawy dotyczące bezpieczeństwa instalacji PV. Plotki o palących się domach, które nie mogą zostać ugaszone, lub strażakach, którzy nie atakują ognia, jeśli na dachu znajduje się instalacja PV, stawiają takie systemy w złym świetle, na które nie zasługują. W rzeczywistości systemy fotowoltaiczne mają bardzo wysoki poziom bezpieczeństwa w zakresie prewencyjnej ochrony przeciwpożarowej, a także bezpieczeństwa operacyjnego w przypadku pożaru. Komponenty systemów fotowoltaicznych są testowane zgodnie z bardzo rygorystycznymi protokołami bezpieczeństwa i niezawodności podczas procesu produkcyjnego i spełniają wymagania bezpieczeństwa elektrycznego różnych krajowych i międzynarodowych norm. Dodatkowo podczas planowania, budowy i eksploatacji uwzględnia się takie kwestie, jak tworzenie przegród pożarowych, dostępność, integralność funkcjonalna i bezpieczeństwo mechaniczne. Moduły, które działają jako część dachu (zintegrowane PV z budynkiem) muszą spełniać te same testy odporności ogniowej, co materiał pokrycia dachowego. Falownik zapewnia maksymalne bezpieczeństwo użytkownika, modułów fotowoltaicznych i sieci energetycznej. Dlatego urządzenia te są skomplikowane, a ich proces projektowania i produkcji wymaga ogromnej wiedzy i wielu lat doświadczeń.

We wspólnym badaniu branżowym przeprowadzonym w Niemczech (Fraunhofer ISE 2017) stwierdzono, że systemy fotowoltaiczne nie stanowią szczególnego zagrożenia dla strażaków, o ile strażacy przestrzegają zasad bezpieczeństwa. Warto tutaj podkreślić, że wyłączniki systemów PV w obwodzie DC (tzw. „SafeDC”) są nadal postrzegane jako niesprawdzona technologia. Instalacja takich urządzeń może zapewnić strażakom fałszywe poczucie bezpieczeństwa, co może prowadzić do wypadków. W rzeczywistości, z badań TÜV Rheinland i Fraunhofer ISE wynika, że instalacja przełącznika DC, tzw. “wyłącznika strażaka”, zwiększa ryzyko pożaru. Główną przyczyną pożaru w systemie PV jest wystąpienie łuku elektrycznego, a dodatkowe układy pod modułami PV to większa ilość połączeń elektrycznych, czyli większa szansa powstania łuku. Podobne wnioski można wysnuć także dla tzw. optymalizatorów mocy w odniesieniu do ich funkcji wyłączenia napięcia na poziomie modułów.

W celu zwiększenia bezpieczeństwa i zmniejszenia ryzyka pożaru wystarczy zastosowanie się do kilku prostych zaleceń:

  • zainstalować monitorowanie systemu fotowoltaicznego,
  • wybrać falownik, który zapewni codzienny, automatyczny monitoring stanu izolacji DC,
  • montaż i uruchomienie powierzyć profesjonalnej, sprawdzonej firmie,
  • zlecać okresowy przegląd i konserwację instalacji fotowoltaicznej.

Poprawny dobór modułów PV, elementów montażowych, przewodów, wtyczek, zabezpieczeń po stronie DC i AC oraz ochrony przepięciowej jest jednym z ważniejszych etapów procesu projektowania instalacji. Należy go powierzyć osobie profesjonalnie zajmującej się projektowaniem, posiadającej odpowiednią wiedzę i uprawnienia. Wypada tu przestrzec przed źle rozumianą oszczędnością: oferty na wykonanie elektrowni fotowoltaicznej złożonych z tańszych komponentów lub bez elementów zabezpieczeń będą oczywiście tańsze w momencie zakupu, ale w perspektywie 20-25 lat działania elektrowni mogą narazić właściciela na nieplanowane straty finansowe.

Więcej informacji na temat bezpieczeństwa instalacji PV.

Jak prosto można sterować mocą czynną i bierną falownika

Jak prosto można sterować mocą czynną i bierną falownika

W ostatnich dniach pojawiły się informacje, że Prezes URE nie podpisze aktualizacji kart IRiESD w ich obecnym kształcie. Musimy jednak pamiętać, że Ustawa z dnia 10 kwietnia 1997 r. Prawo energetyczne, Art. 7. ust 8d10 mówi wyraźnie:

Nie ma jeszcze doświadczeń z rynku polskiego, jak miałoby wyglądać takie ograniczenie mocy. Jeśli jednak polscy OSD skorzystaliby z rozwiązań znanych na rynku niemieckim, to sterowanie takie jest bardzo proste w swojej idei: z “czarnej skrzynki” (nazywanej ripple controller) wyprowadzone są styki, które mogą być “zamknięte” lub “otwarte”. Operator Systemu Dystrybucyjnego definiuje jakie jest znaczenie tych stanów, np.:

Analiza tych stanów jest niezwykle prosta do zrealizowania przez kartę Datamanagera i jej cyfrowe wejścia/wyjścia. Wystarczy wykonać połączenia jak na rysunku poniżej a w Edytorze EVU zdefiniować odpowiednie reguły. I tak:

Rys. 1. Wszystkie styki otwarte = 100% mocy.

Rys. 2. Styk 1 zamknięty = 75% mocy.

 

Rys. 3. Styk 2 zamknięty = 50% mocy i cos φ = 0.95 indukcyjny.

Na ostatnim diagramie pokazano również w jaki sposób można przekazać informację zwrotną o zastosowaniu danej reguły.
Szczegółowy opis konfiguracji zamieszczamy poniżej.

Ustawienia — Edytor EVU

Informacje ogólne

W pozycji menu „Edytor EVU” konfiguruje się ustawienia istotne dla dostawców energii elektrycznej.
Można tu ustawić ograniczenie mocy czynnej w % i/lub ograniczenie współczynnika mocy.
WAŻNE! Ustawienia w pozycji menu „Edytor EVU” mogą konfigurować wyłącznie osoby upoważnione, np. instalatorzy lub serwisanci instalacji fotowoltaicznej!
W pozycji menu „Edytor EVU” konieczne jest podanie hasła serwisowego.

Edytor EVU — sterowania we./wy.

Edytor EVU — ustawienie fabryczne 100%, 60%, 30% i 0% mocy czynnej.
Ustawienia można zmienić w dowolnym czasie.

Opis:
 (1) Uaktywnianie reguł
 (2) Wzorzec wejściowy (przypisanie poszczególnych we./wy.)
           kliknięcie jednokrotne = biały
           kliknięcie dwukrotne = niebieski
           kliknięcie trzykrotne = szary
Wirtualne przyporządkowanie we./wy. wyświetlane jest zgodnie z informacjami zawartymi w rozdziale „Ustawienia — przyporządkowanie we./wy.” (patrz “Instrukcja użytkowanie Datamanager 2.0”).
W przypadku starszych wersji oprogramowania wygląd ekranu może różnić się od przedstawionego.
 (3) Najpierw uaktywnić moc czynną, a następnie wprowadzić żądaną moc czynną w %.
 (4) Najpierw uaktywnić współczynnik mocy cos phi , a następnie wprowadzić żądany współczynnik mocy i na koniec wybrać “ind” lub “poj.”.
           ind = charakter indukcyjny
           poj. = charakter pojemnościowy
 (5) Wyjście EVU (wyjście komunikatów zwrotnych) przy aktywnej regule uaktywniane jest wyjście I/O 0 (np. w celu umożliwienia pracy urządzenia sygnalizującego)
 (6) Wykluczone falowniki
Tutaj należy podać numery falowników, które mają być wykluczone z regulowania. Większą liczbę falowników oddzielić przecinkami.
 (7) Skasuj / Dodaj regułę
           + = dodawanie nowej reguły
            – = skasowanie aktualnie wybranej reguły
 (8) Legenda kolorów
 (9) Kliknąć przycisk „Importuj”, aby zaimportować reguły w formacie FPC.
Funkcja przycisku „Importuj” jest uzależniona od używanej przeglądarki internetowej, np. obsługują ją przeglądarki Firefox i Google Chrome.
 (10) Kliknąć przycisk „Eksportuj”, aby zapisać reguły oddzielnie w formacie FPC.
 (11) Przycisk „Zastosuj / zapisz”
 (12) Przycisk „Anuluj / odrzuć wprowadzone dane”

WSKAZÓWKA! Dzięki funkcji wydruku z poziomu przeglądarki internetowej można wygenerować ustawienia w pozycji menu „Edytor EVU” jako dokument w formacie PDF lub je wydrukować (np. w formie protokołu uruchomienia).

Przykład podłączenia

2 odbiorniki sygnału sterowania częstotliwością akustyczną, podłączone do wejść/wyjść urządzenia Fronius Datamanager 2.0

 (1) Odbiornik sterowania zdalnego wyposażony w 3 przekaźniki, do ograniczania mocy czynnej
 (2) Odbiornik sterowania zdalnego wyposażony w 3 przekaźniki, do ograniczania współczynnika mocy
 (3) Wejścia/wyjścia w urządzeniu Fronius Datamanager 2.0
 (4) Odbiornik (np. lampa sygnalizacyjna, przekaźnik sygnalizacyjny)

Odbiornik sterowania zdalnego i wtyczka urządzenia Fronius Datamanager 2.0 są połączone ze sobą za pomocą 4-stykowego kabla, zgodnie ze schematem połączeń. W przypadku, gdy odległość między urządzeniem Fronius Datamanager 2.0 a odbiornikiem sterowania zdalnego jest większa niż 10 m, zalecane jest zastosowanie kabla ekranowanego.

W przypadku takiego zastosowania, w punkcie menu „Przypisanie IO” dla opcji Sterowanie WE/WY trzeba zdefiniować 6 styków. Odpowiednie ustawienia w edytorze EVU:

Przykładowe ustawienia w edytorze EVU dla 2 odbiorników sygnału sterowania częstotliwością akustyczną:
(1) Ograniczenie mocy czynnej,
(2) Ograniczenie współczynnika mocy
* … wirtualne przypisanie IO zgodnie z opisem w rozdziale „Ustawienia — przypisanie IO” (patrz strona 83 podręcznika “Fronius Datamanager – instrukcja obsługi”).

Ograniczenie wypływu energii do sieci

Ograniczenie wypływu energii do sieci