Panouri fotovoltaice și pană de curent: mai ai curent în casă?

Panouri fotovoltaice și pană de curent: mai ai curent în casă? Ai panouri fotovoltaice pe acoperiș. Afară este soare, sistemul produce energie, iar în aplicația invertorului vezi că panourile generează electricitate.

Dintr-odată, alimentarea din rețeaua publică se întrerupe.

Te-ai putea aștepta ca în casa ta să rămână lumina aprinsă. La urma urmei, panourile sunt în continuare expuse la soare și pot produce energie.

În multe instalații, însă, se întâmplă exact contrariul:

Se ia curentul din rețea și casa rămâne fără energie, chiar dacă ai panouri fotovoltaice și afară este soare.

Este una dintre cele mai frecvente confuzii legate de sistemele fotovoltaice. Motivul este simplu: a avea panouri fotovoltaice nu înseamnă automat că ai și energie de rezervă în cazul unei pene de curent.

Totul depinde de tipul invertorului, configurația instalației, existența unei baterii și, foarte important, de modul în care a fost proiectată funcția de backup.

În acest articol din Ghidul Starbay explicăm ce se întâmplă cu sistemul fotovoltaic atunci când cade rețeaua, de ce un sistem on-grid se oprește, cum funcționează backup-ul și ce rol au invertorul hibrid și bateria.

Ai panouri fotovoltaice și se ia curentul: mai ai energie?

În cazul unui sistem fotovoltaic clasic on-grid, răspunsul este, în general, nu.

Atunci când alimentarea din rețeaua publică se întrerupe, invertorul on-grid se decuplează de la rețea. Din acest motiv, locuința poate rămâne fără alimentare chiar dacă panourile sunt expuse la soare.

În cazul unui sistem hibrid, situația poate fi diferită.

Dacă instalația este proiectată și configurată pentru funcționare de rezervă și dispune de echipamentele necesare, anumite circuite sau, în unele configurații, o parte mai mare a locuinței pot continua să fie alimentate.

Este important să facem diferența între:

a avea panouri fotovoltaice;
a avea un invertor hibrid;
a avea o baterie de stocare;
a avea un sistem de backup proiectat și configurat corespunzător.

Aceste lucruri sunt legate între ele, dar nu înseamnă același lucru.

De ce se oprește sistemul fotovoltaic atunci când cade rețeaua?

La prima vedere pare ilogic. Soarele strălucește, panourile pot genera electricitate, deci de ce nu continuă pur și simplu să alimenteze casa?

Motivul principal este siguranța.

Un invertor conectat la rețeaua publică trebuie să poată detecta dacă aceasta funcționează în parametrii necesari. Atunci când rețeaua dispare sau parametrii ies din limitele acceptate, sistemul trebuie să se decupleze conform cerințelor aplicabile instalațiilor conectate la rețea.

Această funcție de protecție este cunoscută drept anti-islanding.

Ce înseamnă protecția anti-islanding?

Imaginează-ți că apare o avarie pe o stradă, iar distribuitorul întrerupe alimentarea pentru ca o echipă tehnică să poată interveni asupra rețelei.

Dacă sistemele fotovoltaice din zonă ar continua să injecteze energie în cablurile care ar trebui să fie nealimentate, ar putea apărea un risc pentru personalul care intervine.

Din acest motiv, atunci când invertorul detectează dispariția rețelei, acesta se decuplează.

Rețeaua cade → invertorul detectează lipsa rețelei → sistemul on-grid se decuplează.

Prin urmare, oprirea invertorului în această situație nu indică automat o defecțiune. Este un comportament de protecție al sistemului.

Cum funcționează un sistem fotovoltaic on-grid?

Un sistem on-grid este proiectat să funcționeze împreună cu rețeaua electrică.

În condiții normale, energia poate circula astfel:

Panouri → Invertor → Locuință

Dacă există surplus de energie, acesta poate fi livrat către rețea:

Panouri → Invertor → Rețea

Iar atunci când panourile nu produc suficient pentru consumul locuinței, diferența poate fi preluată din rețeaua publică.

Problema apare atunci când rețeaua dispare. Un invertor on-grid standard se decuplează, iar locuința nu continuă automat să fie alimentată de panouri.

Un exemplu simplu: panourile produc 4 kW și casa consumă 1 kW

Să presupunem că într-o zi însorită panourile produc 4 kW, iar locuința consumă în acel moment doar 1 kW.

Dintr-odată, alimentarea din rețeaua publică se întrerupe.

La prima vedere, pare evident că energia produsă de panouri ar fi suficientă pentru a acoperi consumul casei.

Din punct de vedere al puterii disponibile în acel moment, da. Însă un sistem on-grid standard nu poate continua pur și simplu să funcționeze izolat de rețea.

Invertorul se decuplează pentru protecție, iar locuința rămâne fără alimentare.

Pentru ca energia produsă de panouri să poată fi utilizată în timpul unei pene este necesară o configurație concepută pentru funcționare în regim de rezervă.

Ce îți trebuie pentru a avea curent în timpul unei pene?

Pentru alimentarea locuinței atunci când rețeaua publică nu este disponibilă, sistemul trebuie să poată funcționa în regim de backup.

În funcție de producător și de echipamente, poți întâlni diferite denumiri:

Backup;
EPS – Emergency Power Supply;
Backup Output;
Emergency Output;
Backup Box;
Backup Interface.

Funcționarea exactă diferă de la un producător și model la altul.

Principiul general este însă asemănător: atunci când rețeaua dispare, sistemul trebuie să izoleze partea care va continua să funcționeze de rețeaua publică și să permită alimentarea consumatorilor selectați.

Invertorul hibrid înseamnă automat că ai backup?

Nu.

Un invertor hibrid oferă mai multe posibilități decât un invertor on-grid clasic și poate gestiona, în funcție de model:

panourile fotovoltaice;
rețeaua electrică;
bateria;
consumul locuinței;
încărcarea și descărcarea bateriei;
o ieșire dedicată pentru alimentarea de rezervă.

Dar simplul fapt că pe invertor scrie „hibrid” nu înseamnă că întreaga locuință va avea automat curent atunci când rețeaua cade.

Trebuie verificat:

dacă modelul oferă funcție de backup;
ce putere poate furniza în acest regim;
dacă backup-ul poate funcționa fără baterie;
dacă este necesar un echipament suplimentar;
cum funcționează sistemul într-o instalație monofazată sau trifazată;
ce circuite sunt conectate la ieșirea de rezervă;
care este timpul de comutare.

De reținut: invertor hibrid ≠ backup automat. Baterie ≠ backup automat. Funcția de backup trebuie să fie suportată de echipamente și proiectată și configurată corespunzător.

Ai nevoie obligatoriu de baterie pentru backup?

Răspunsul depinde de echipamentul utilizat și de modul în care este configurat sistemul.

Există soluții care pot oferi anumite funcții de alimentare de rezervă folosind producția fotovoltaică disponibilă, însă multe sisteme sunt proiectate pentru a utiliza și o baterie.

Motivul este simplu: producția panourilor nu este constantă.

Un nor poate reduce rapid puterea disponibilă. Seara, producția fotovoltaică dispare. În același timp, un consumator mare poate porni exact într-un moment în care panourile produc mai puțin.

Bateria permite stocarea energiei și poate furniza electricitate atunci când producția instantanee a panourilor nu este suficientă.

În plus, bateria permite funcționarea sistemului de rezervă și după apus, în limita energiei disponibile și a configurației instalației.

Dacă ai backup, observi când se ia curentul?

Faptul că sistemul fotovoltaic dispune de o funcție de backup nu înseamnă neapărat că trecerea de la rețeaua publică la alimentarea de rezervă va fi complet insesizabilă.

Atunci când rețeaua cade, sistemul trebuie să detecteze întreruperea, să izoleze instalația de rețeaua publică și să treacă la sursa de rezervă. Timpul necesar pentru această comutare diferă în funcție de invertor, echipamentele utilizate și configurația instalației.

În anumite sisteme, trecerea poate fi suficient de rapidă încât majoritatea consumatorilor să continue să funcționeze fără probleme evidente. În alte configurații poate exista o scurtă întrerupere, care poate fi observată, de exemplu, prin stingerea și reaprinderea unor echipamente.

Acest aspect este important mai ales dacă vrei să menții în funcțiune echipamente sensibile la întreruperile de alimentare, precum anumite calculatoare, servere, sisteme de comunicații sau alte dispozitive electronice.

De aceea, funcția de backup a unui sistem fotovoltaic nu trebuie confundată automat cu funcționarea unui UPS (sursă neîntreruptibilă de alimentare). Dacă ai echipamente pentru care chiar și o întrerupere foarte scurtă reprezintă o problemă, trebuie verificat timpul de comutare specific echipamentului și dacă este necesară o soluție UPS dedicată.

De reținut: atunci când alegi un sistem cu backup, nu verifica doar dacă acesta poate furniza energie în timpul unei pene. Verifică și cum se realizează trecerea pe alimentarea de rezervă și ce se întâmplă cu echipamentele tale în acel moment.

Dacă ai baterie, toată casa va avea automat curent?

Nu neapărat.

Poți avea panouri + invertor hibrid + baterie și totuși doar anumite circuite ale locuinței să fie alimentate în timpul unei pene.

În multe proiecte sunt selectați separat consumatorii prioritari.

Pe circuitul de backup pot fi incluse, de exemplu:

frigiderul;
iluminatul esențial;
routerul și echipamentele de internet;
centrala sau anumite echipamente de control;
sistemele de securitate;
câteva prize importante.

Consumatorii cu putere mare pot fi lăsați în afara circuitului de rezervă dacă sistemul nu este dimensionat pentru alimentarea lor.

De ce nu alimentăm pur și simplu întreaga casă?

În anumite configurații este posibilă alimentarea unei părți foarte mari sau chiar a întregii locuințe.

Dar trebuie să ținem cont de două lucruri diferite:

1. Energia disponibilă – exprimată de regulă în kWh.

Aceasta influențează cât timp poate funcționa sistemul.

2. Puterea disponibilă – exprimată în kW.

Aceasta influențează câți și ce fel de consumatori pot funcționa simultan.

De exemplu, o locuință poate avea în același timp pornite plita electrică, cuptorul, boilerul, pompa de căldură, mașina de spălat și alte echipamente.

Chiar dacă bateria conține suficientă energie, invertorul și bateria trebuie să poată furniza și puterea instantanee necesară.

Din acest motiv, în multe proiecte este mai eficient să fie stabilite circuite prioritare pentru situațiile de urgență.

Cât timp poate alimenta o baterie casa?

Una dintre cele mai frecvente întrebări este: „Am o baterie de 10 kWh. Câte ore voi avea curent?”

Răspunsul depinde în primul rând de consum.

Să folosim un exemplu simplificat.

Dacă presupunem, strict pentru exemplificare, că avem 10 kWh de energie disponibilă și consumatorii folosesc constant 500 W (0,5 kW), calculul teoretic ar fi:

10 kWh ÷ 0,5 kW = aproximativ 20 de ore.

Dacă aceiași 10 kWh ar trebui să susțină un consum constant de 3 kW:

10 kWh ÷ 3 kW = aproximativ 3,3 ore.

Aceste valori sunt doar exemple teoretice. Într-o instalație reală trebuie luate în calcul capacitatea efectiv utilizabilă, nivelul bateriei în momentul apariției penei, limitele de descărcare, randamentul sistemului, consumurile variabile și producția fotovoltaică disponibilă.

De aceea, întrebarea corectă nu este doar „Cât ține bateria?”, ci:

„Ce consumatori vreau să alimentez și pentru cât timp?”

Ce se întâmplă dacă pana de curent apare noaptea?

Noaptea, panourile fotovoltaice nu produc energie.

Într-un sistem prevăzut cu backup și baterie, consumatorii selectați pot fi alimentați din energia stocată.

Dacă bateria ajunge la nivelul minim de descărcare configurat înainte ca rețeaua să revină, alimentarea de rezervă se poate opri.

Dimineața, atunci când panourile încep din nou să producă, energia solară poate contribui la alimentarea consumatorilor și la încărcarea bateriei, dacă sistemul și configurația permit acest lucru.

Ce se întâmplă dacă pana apare ziua?

În timpul zilei există avantajul producției fotovoltaice.

Într-un sistem proiectat corespunzător pentru backup, energia produsă de panouri poate fi utilizată pentru alimentarea consumatorilor și/sau pentru încărcarea bateriei, în limitele echipamentelor.

Totuși, producția fotovoltaică variază permanent în funcție de radiația solară, temperatură, orientarea panourilor, umbrire și condițiile meteorologice.

Un sistem fotovoltaic de 8 kW nu produce permanent 8 kW și nu trebuie considerat o sursă constantă de 8 kW în timpul unei pene.

Backup, EPS și off-grid sunt același lucru?

Nu.

Backup sau EPS descrie, în general, capacitatea unui sistem conectat în mod normal la rețea de a continua să alimenteze anumite circuite atunci când rețeaua publică nu mai este disponibilă.

Off-grid descrie un sistem proiectat să funcționeze independent de rețeaua publică.

Un sistem off-grid poate include panouri fotovoltaice, invertor dedicat, baterii și un sistem atent de gestionare a energiei. În funcție de proiect, poate exista și o sursă suplimentară de rezervă.

Un sistem hibrid cu funcție de backup nu este automat echivalent cu un sistem off-grid.

Ce trebuie să întrebi înainte să cumperi un sistem cu backup?

Dacă posibilitatea de a avea energie în timpul unei pene este importantă pentru tine, nu este suficient să întrebi doar:

„Invertorul este hibrid?”

Întrebările mai utile sunt:

Sistemul poate alimenta locuința atunci când rețeaua publică este indisponibilă?
Este necesară bateria pentru funcția de backup?
Ce putere poate furniza sistemul în regim de rezervă?
Ce circuite ale locuinței vor fi alimentate?
Poate fi alimentată întreaga casă?
Este necesar un Backup Box sau un alt echipament suplimentar?
Ce se întâmplă atunci când bateria ajunge la nivelul minim de încărcare?
Panourile pot continua să alimenteze consumatorii și să încarce bateria în timpul penei?
Cum funcționează backup-ul dacă locuința are alimentare trifazată?
Care este timpul de comutare de la rețea la alimentarea de rezervă?

Răspunsurile la aceste întrebări îți spun mult mai multe despre capacitățile reale ale sistemului decât simpla mențiune „invertor hibrid” într-o ofertă.

O greșeală frecventă: te gândești la backup abia după montaj

Dacă alimentarea în timpul penelor este importantă pentru tine, acest lucru ar trebui discutat înainte de proiectarea și instalarea sistemului fotovoltaic.

Necesitatea backup-ului poate influența:

alegerea invertorului;
alegerea bateriei;
capacitatea sistemului de stocare;
proiectarea tabloului electric;
selectarea circuitelor prioritare;
echipamentele suplimentare necesare;
costul final al instalației.

Este mai simplu să proiectezi sistemul de la început pentru obiectivul dorit decât să descoperi după montaj că sunt necesare echipamente sau modificări suplimentare.

4 situații pe care trebuie să le diferențiezi

1. Panouri + invertor on-grid
Atunci când rețeaua cade, invertorul se decuplează. În configurația standard, locuința nu beneficiază de backup.

2. Panouri + invertor hibrid, fără un sistem de backup configurat
Nu trebuie presupus că locuința va continua automat să fie alimentată. Funcționarea depinde de model și de instalație.

3. Panouri + invertor hibrid + baterie + backup configurat
Consumatorii conectați la sistemul de rezervă pot continua să fie alimentați în limitele de putere și energie ale instalației.

4. Sistem off-grid
Este proiectat special pentru a funcționa independent de rețeaua publică.

De aceea, două locuințe care au panouri fotovoltaice pot reacționa complet diferit la aceeași pană de curent.

Întrebări frecvente despre panourile fotovoltaice și penele de curent

Dacă am panouri fotovoltaice, am curent când cade rețeaua?

Nu automat. Un sistem on-grid standard se decuplează atunci când rețeaua publică nu mai este disponibilă. Pentru alimentare de rezervă este necesară o configurație compatibilă cu funcționarea în regim de backup.

Dacă am invertor hibrid, am automat backup?

Nu neapărat. Trebuie verificate modelul invertorului, funcțiile disponibile, modul în care a fost realizată instalația și eventualele echipamente suplimentare necesare.

Dacă am baterie, voi avea curent când se întrerupe rețeaua?

Nu trebuie presupus automat. Existența bateriei nu înlocuiește necesitatea unei funcții de backup compatibile și a unei instalații configurate corespunzător.

Pot alimenta toată casa din baterie?

În anumite configurații, da. Sistemul trebuie însă dimensionat pentru puterea și energia solicitate de consumatorii pe care dorești să îi menții în funcțiune.

Panourile mai produc energie în timpul unei pene de curent?

Panourile pot genera energie atunci când există suficientă lumină solară, însă posibilitatea ca această energie să fie utilizată în locuință în timpul penei depinde de invertor și de arhitectura sistemului de backup.

Cât timp poate funcționa casa din baterie?

Autonomia depinde de capacitatea utilizabilă a bateriei, nivelul de încărcare, consumul locuinței, limitele echipamentelor și producția fotovoltaică disponibilă în acel moment.

Ce se întâmplă dacă bateria se descarcă înainte să revină curentul?

Dacă panourile nu pot acoperi consumul și bateria ajunge la limita minimă configurată, alimentarea de rezervă se poate întrerupe până când sistemul dispune din nou de suficientă energie.

Concluzie: panourile fotovoltaice și backup-ul sunt două lucruri diferite

Producerea energiei și asigurarea alimentării de rezervă sunt două funcții diferite ale unui sistem fotovoltaic.

Un sistem on-grid poate reduce energia preluată din rețea în timpul funcționării normale, dar acest lucru nu înseamnă că locuința va continua automat să aibă curent atunci când rețeaua publică este indisponibilă.

Dacă backup-ul este important pentru tine, acest obiectiv trebuie stabilit încă din etapa de proiectare. Trebuie să știi ce consumatori vrei să menții în funcțiune, ce putere necesită și pentru cât timp dorești să îi alimentezi.

Pentru o locuință poate fi suficient să funcționeze frigiderul, routerul și iluminatul esențial. Pentru alta, obiectivul poate fi alimentarea unei părți mult mai mari a casei.

Nu există o configurație universală.

Există însă o întrebare pe care merită să o pui înainte de a accepta oferta pentru sistemul fotovoltaic:

„Ce se întâmplă în casa mea atunci când se ia curentul?”

Răspunsul îți va spune mult mai multe despre funcționalitatea reală a sistemului decât simplul număr de kW înscris în ofertă.

În Ghidul Starbay găsești informații practice despre sisteme fotovoltaice, baterii, invertoare și utilizarea eficientă a energiei, pentru a putea înțelege și alege mai ușor soluția potrivită proiectului tău.