Home / Φωτοβολταϊκά / Τι είναι τα αυτόνομα φωτοβολταϊκά συστήματα

Τι είναι τα αυτόνομα φωτοβολταϊκά συστήματα

Εκτός δικτύου

Όταν η σύνδεση εφαρμογών με το δημόσιο δίκτυο (ΔΕΗ)  είναι αδύνατη ή ασύμφορη επειδή βρίσκονται σε απομακρυσμένες περιοχές, τα αυτόνομα συστήματα αποτελούν την μοναδική λύση.

Στα αυτόνομα συστήματα η παραγωγή της ενέργειας γίνεται είτε με φωτοβολταϊκά, ανεμογεννήτρια, γεννήτρια βενζίνης είτε με συνδυασμό των προηγούμενων, ενώ για την αποθήκευση της ενέργειας απαιτούνται μπαταρίες.

Εφαρμογές

Τα αυτόνομα συστήματα (Off-Grid ή Stand-Alone) βρίσκουν εφαρμογή στις εξής περιπτώσεις.

  • Σε κατοικίες οι οποίες είναι απομακρυσμένες από το δημόσιο δίκτυο της ΔΕΗ και το κόστος για την ηλεκτροδότηση τους είναι πολύ μεγάλο.
  • Σε τροχόσπιτα και τροχοβίλες
  • Σε μοναστήρια
  • Και σε οποιαδήποτε εφαρμογή δεν μπορεί να ηλεκτροδοτηθεί από την ΔΕΗ.

Αυτόνομα Συστήματα DC coupling

Σύστημα DC coupling

Τα συστήματα DC coupling αποτελούνται από ρυθμιστή ο οποίος φορτίζει τις μπαταρίες. Συνήθως είναι από πολύ μικρά έως μεσαίου μεγέθους.

Ο μετατροπέας (inverter) μπορεί να είναι ένας κλασικός μετατροπέας κανονικού ημιτόνου ή να περιλαμβάνει και φορτιστή (inverter/charger) για την φόρτιση των μπαταριών από την γεννήτρια.

Διακρίνονται σε 2 κατηγορίες:

  • Κλασικού ρυθμιστή PWM
  • Ρυθμιστή MPPT

Ρυθμιστές φόρτισης PWM

Οι ρυθμιστές φόρτισης PWΜ (απλοί ρυθμιστές) αποτελούν μια οικονομική λύση και κυρίως χρησιμοποιούνται σε μικρά αυτόνομα σύστηματα ως 1kWp.

Το μειονέκτημα αυτών των ρυθμιστών είναι ότι, ενώ η τάση εισόδου Vmpp από τα πάνελ είναι 17/36 V (12 ή 24 V πάνελ) μόνο ένα μέρος αυτής μπορούν να μετατρέψουν σε ενέργεια.

Π.χ ένα 12 V πάνελ 140 Wp έχει Vmpp=17V και μέγιστο ρεύμα Impp=8,2 A, η μέγιστη ισχύς πρός την μπαταρία είναι:

Τάση μπαταρίας 13,8 V x 8.2 A = 113 W.

Ρυθμιστές φόρτισης Mppt

Ο όρος mppt αναφέρεται στο μέγιστο σημείο λειτουργίας (maximum power point tracking) τάσης και έντασης.

Το πλεονέκτημα αυτών των ρυθμιστών είναι ότι μπορούμε διοχετεύσουμε σχεδόν όλη την ονομαστική ισχύ των πάνελ στην μπαταρία (96%) χωρίς τις απώλειες, όπως περιγραφόνται για τους pwm.

Οι ρυθμιστές mppt κυρίως χρησιμοποιούνται σε αυτόνομα μεσαίου μεγέθους.

Ενα επίσης πλεονένκτημα είναι ότι δεν δεσμευόμαστε και μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε οποιαδήποτε πάνελ της αγοράς. Δείτε ένα παράδειγμα.

Αυτόνομα Συστήματα AC coupling

Σύστημα AC coupling

Στα σύστημα AC coupling ο ρυθμιστής φόρτισης έχει αντικατασταθεί από μετατροπέα και ο μετατροπέας πλέον έχει αντικατασταθεί από έναν αμφίδρομο μετατροπέα-διαχειριστή του συστήματος.

Κυρίως εφαρμόζονται σε περιπτώσεις όπου η εγκατεστημένη ισχύς ξεπερνά τα 10kWp. Ιδανικά εφαρμόζονται και σε συστήματα ιδιοκατανάλωσης.

Από την στιγμή που στα αυτόνομα συστήματα δεν υπάρχει η δυνατότητα επιστροφής ή εκτόνωσης της περίσσιας ενέργειας, αυτόματα τίθεται το ερώτημα πως μειώνουμε την παραγωγή ωστε να αποφευχθεί η καταστροφή των μπαταριών.

Η Sma αλλά και η Schneider σε αυτήν την περίπτωση εφαρμόζουν τεχνικές μεταβολής της συχνότητας του δικτύου για την επικοινώνια των μετατροπέων μεταξύ τους.

Το AC coupling δίνει την δυνατότητα τοποθέτησης περισσότερων πηγών ενέργειας (ανεμογεννήτριες, γεννήτριες) με ταυτόχρονη παραγωγή, δημιουργία micro grids, αύξηση της ισχύς εξόδου κ.α.

Προσοχή θα πρέπει να δοθεί στην διαστασιολόγηση τους αλλά και των προγραμματισμό των μετατροπέων.

 

About Apostolos Kissouras

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνσή σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *