Jak mieć prąd na działce bez przyłącza energetycznego ? 5 sposobów na zasilanie domku i bacówki

Tak. I to nie tylko do podstawowego oświetlenia.

W odpowiednio zaprojektowanym systemie można zasilać między innymi:

• oświetlenie LED,
• lodówkę i zamrażarkę,
• telewizor,
• router i internet,
• monitoring,
• ładowarki telefonów i laptopów,
• pompę wody,
• elektronarzędzia,
• czajnik elektryczny,
• wybrane urządzenia kuchenne.

Wszystko zależy od dwóch parametrów:

kW – ile urządzeń można zasilać jednocześnie.

kWh – jak długo można je zasilać.

Przykładowo czajnik o mocy 2000 W pobiera przez 5 minut około 0,17 kWh energii.

Natomiast lodówka może pobierać znacznie mniejszą moc, ale pracuje cyklicznie przez całą dobę.

Dlatego przed wyborem systemu warto policzyć nie tylko moc urządzeń, ale również ich rzeczywiste dzienne zużycie.

Najprostszym rozwiązaniem jest zakup agregatu.

Agregat wytwarza energię elektryczną dzięki silnikowi spalinowemu.

Może zasilać urządzenia w miejscach bez dostępu do sieci, pod warunkiem odpowiedniego doboru mocy i parametrów napięcia.

Zalety agregatu

• możliwość uzyskania energii niezależnie od pogody,
• stosunkowo prosta koncepcja zasilania,
• możliwość obsługi urządzeń o większym poborze mocy,
• dostępność agregatów benzynowych i wysokoprężnych.
• Wady agregatu
• zużycie paliwa,
• hałas,
• spaliny,
• konieczność regularnej obsługi i serwisowania,
• potrzeba uruchomienia silnika, gdy chcemy korzystać z energii.
• Wyobraźmy sobie bacówkę, w której wieczorem potrzebujemy tylko kilku lamp i lodówki.

Uruchamianie kilkukilowatowego agregatu przez wiele godzin wyłącznie dla takich odbiorników może być mało wygodne i nieefektywne.

Dlatego sam agregat najlepiej sprawdza się tam, gdzie energia potrzebna jest okresowo lub gdy liczy się przede wszystkim dostęp do większej mocy.

Drugie rozwiązanie to magazyn energii połączony z odpowiednim inwerterem.

Bateria przechowuje energię elektryczną, a inwerter przekształca ją w napięcie 230 V wykorzystywane przez urządzenia domowe.

Największą zaletą jest możliwość korzystania z prądu bez uruchamiania silnika spalinowego.

Zalety

• cicha praca,
• brak lokalnych spalin podczas korzystania z baterii,
• natychmiastowy dostęp do energii w granicach możliwości systemu,
• możliwość zasilania urządzeń przez wiele godzin.
• Ograniczenia
• Magazyn energii sam nie produkuje prądu.

Jeżeli w miejscu montażu nie ma sieci, fotowoltaiki ani agregatu, akumulator trzeba ładować w inny sposób.

Można na przykład przewieźć odpowiednio przystosowany magazyn do miejsca, w którym dostępna jest energia elektryczna, ale przy większych pojemnościach jest to mało praktyczne.

Dlatego sam magazyn energii najlepiej traktować jako rozwiązanie do krótkiego, okresowego użytkowania albo element większego systemu.

To klasyczne rozwiązanie off-grid wykorzystujące energię słoneczną.

Panele fotowoltaiczne produkują prąd w ciągu dnia.

Energia zasila urządzenia i ładuje magazyn.

Wieczorem i nocą korzystamy z energii zgromadzonej wcześniej w akumulatorach.

Schemat:

Fotowoltaika → inwerter i magazyn energii → urządzenia 230 V

Zalety

• ograniczenie potrzeby korzystania z paliwa,
• cicha praca,
• możliwość automatycznego ładowania baterii ze słońca,
• szczególnie dobre zastosowanie w obiektach użytkowanych wiosną i latem.
• Ograniczenia
• Fotowoltaika jest zależna od pogody.

Na Podhalu zimą mamy krótkie dni, niski kąt padania promieni słonecznych, zachmurzenie i możliwość zalegania śniegu na panelach.

Jeżeli przez kilka dni instalacja produkuje niewiele energii, magazyn może się rozładować.

Dlatego system PV z magazynem bez dodatkowego źródła energii wymaga bardzo ostrożnego doboru, szczególnie przy całorocznym użytkowaniu.

To rozwiązanie może być szczególnie interesujące w bacówkach, domkach sezonowych i budynkach, gdzie montaż paneli fotowoltaicznych jest utrudniony.

Zamiast zasilać urządzenia bezpośrednio z agregatu przez cały czas, wykorzystujemy go do ładowania baterii.

Schemat:

Agregat → inwerter z ładowarką → magazyn energii → urządzenia

W praktyce wygląda to następująco:

• Uruchamiamy agregat.
• Agregat dostarcza energię do odpowiedniego układu ładowania.
• Magazyn energii zostaje naładowany.
• Wyłączamy agregat.
• Urządzenia korzystają z energii zgromadzonej w baterii.
• Dzięki temu agregat nie musi pracować przez cały okres korzystania z oświetlenia, lodówki czy elektroniki.

Co zyskujemy ?

Przede wszystkim komfort.

Możemy korzystać z energii wieczorem i nocą bez ciągłego hałasu silnika.

Zmniejszamy liczbę godzin pracy agregatu, chociaż rzeczywiste zużycie paliwa zależy od sprawności układu, obciążenia i sposobu ładowania.

To rozwiązanie nie wymaga fotowoltaiki, ale nadal potrzebuje paliwa do regularnego uzupełniania energii.

To najbardziej wszechstronny z przedstawionych wariantów.

Łączy trzy źródła możliwości:

fotowoltaika dostarcza energię w słoneczne dni,

magazyn przechowuje energię na później,

agregat uzupełnia ją wtedy, kiedy produkcja ze słońca jest niewystarczająca.

W Pan PV rozwijamy właśnie takie rozwiązania dla obiektów bez dostępu do publicznej sieci elektroenergetycznej.

Przykładowy system może składać się z:

Przesuń tabelę w bok, aby zobaczyć wszystkie kolumny ↔

To konfiguracja przykładowa, a nie uniwersalny zestaw gotowy do montażu w każdym obiekcie. Przed realizacją trzeba potwierdzić zgodność urządzeń, napięć, prądów ładowania, zabezpieczeń i parametrów pracy.

Jak taki system działa w praktyce ?

Słoneczny dzień: panele zasilają odbiorniki i ładują magazyn.

Wieczór: urządzenia korzystają z energii zgromadzonej w baterii.

Pochmurny dzień: system korzysta z dostępnej energii w magazynie i ewentualnej bieżącej produkcji PV.

Kilka dni bez odpowiedniego nasłonecznienia: agregat Proton dostarcza energię do układu ładowania baterii.

Po naładowaniu magazynu: agregat można wyłączyć, a system nadal zasila urządzenia.

W efekcie powstaje niezależna instalacja, która może dostarczać energię bez tradycyjnego przyłącza.

Przesuń tabelę w bok, aby zobaczyć wszystkie kolumny ↔

Nie ma jednego rozwiązania najlepszego dla wszystkich.

Dla domku używanego kilka weekendów w roku może wystarczyć prostszy zestaw.

Dla całorocznej bacówki, w której nie może zabraknąć energii, warto przeanalizować bardziej rozbudowany system.

To najważniejsza część doboru.

Zanim kupimy agregat, panele czy magazyn, powinniśmy ustalić, jakie urządzenia będą pracowały i przez ile godzin.

Przykładowe dzienne zużycie niewielkiej bacówki:

Przesuń tabelę w bok, aby zobaczyć wszystkie kolumny ↔

To przykładowy profil użytkowania, nie pomiar konkretnego budynku.

W praktyce należy doliczyć straty inwertera, jego pobór własny, zmienność pracy urządzeń i rezerwę energetyczną.

Załóżmy więc, że całkowite dzienne zapotrzebowanie wyniesie około 3–3,5 kWh.

W takim przypadku magazyn o nominalnej pojemności 15 kWh może zapewniać kilka dni pracy bez ładowania, jeżeli warunki użytkowania i dostępna pojemność baterii na to pozwalają.

Ale sytuacja zmieni się całkowicie, jeżeli dołożymy ogrzewanie elektryczne, bojler lub intensywnie używane elektronarzędzia.

Najprostszy sposób to obliczenie:

dzienne zapotrzebowanie × liczba dni autonomii

Załóżmy:

• zużycie dobowe: 3 kWh,
• oczekiwany czas pracy bez ładowania: 3 dni.
• Potrzebna energia na odbiornikach:

3 kWh × 3 dni = 9 kWh.

To jednak nie oznacza, że wystarczy bateria o nominalnej pojemności dokładnie 9 kWh.

Trzeba uwzględnić:

• sprawność systemu,
• użyteczny zakres pojemności,
• rezerwę bezpieczeństwa,
• temperaturę pracy,
• starzenie się baterii.
• Dlatego magazyn 15 kWh może być rozsądnym punktem wyjścia do dalszych obliczeń.

Ostateczny dobór powinien wynikać z rzeczywistego profilu zużycia.

Dla niewielkiego domku sezonowego można rozważyć instalację o mocy kilku kilowatów.

Przykładowo:

6 paneli × 500 W = 3 kWp.

W dobrych warunkach nasłonecznienia taka instalacja może wyprodukować w ciągu dnia znacznie więcej energii, niż wynosi zużycie podstawowych urządzeń.

Nie można jednak zakładać, że codziennie będzie to taka sama ilość.

Szczególnie na Podhalu zimowa produkcja może być bardzo niska.

Dlatego fotowoltaikę dobieramy z uwzględnieniem:

• lokalizacji,
• zacienienia,
• orientacji paneli,
• nachylenia konstrukcji,
• okresu użytkowania obiektu,
• dobowego zużycia energii,
• możliwości ładowania magazynu,
• obecności agregatu.
• Dla obiektów całorocznych należy analizować nie tylko produkcję roczną, lecz także najtrudniejsze miesiące.

W rozważanej konfiguracji centralnym elementem systemu jest inwerter AZO Digital ESB 11kW-48.

Urządzenie umożliwia współpracę z instalacją fotowoltaiczną, akumulatorami 48 V i odpowiednim źródłem AC.

Jego zadaniem jest zapewnienie napięcia 230 V dla odbiorników oraz zarządzanie procesem ładowania.

Ważne: nazwa modelu zawiera oznaczenie 11kW, ale nie należy utożsamiać go z mocą ciągłą 11 kW.

Wskazywana dla tego modelu znamionowa moc wyjściowa wynosi 5,5 kW.

Dlatego podczas doboru sprawdzamy jednoczesny pobór urządzeń i ich obciążenia rozruchowe.

Agregat Proton Oasis 1 Diesel pełni rolę dodatkowego źródła energii.

Jest szczególnie przydatny wtedy, gdy:

• przez kilka dni występuje zachmurzenie,
• panele są zasłonięte śniegiem,
• zużycie energii jest większe niż zwykle,
• magazyn wymaga doładowania.
• Nie musimy traktować go jako jedynego źródła zasilania.

Może pracować okresowo, uzupełniając energię w akumulatorach.

Po zakończeniu ładowania odbiorniki nadal mogą korzystać z magazynu.

Przed wykonaniem instalacji konieczne jest potwierdzenie zgodności parametrów agregatu i ładowarki inwertera oraz ustalenie bezpiecznej mocy ładowania.

To zależy od rzeczywistej mocy ładowania i ilości energii, którą trzeba uzupełnić.

Przykładowo, przy mocy ładowania około 3,2 kW:

10 kWh ÷ 3,2 kW = około 3,1 godziny.

Jest to obliczenie teoretyczne.

W rzeczywistości ładowanie może trwać dłużej ze względu na straty, ograniczenia BMS, temperaturę i zmniejszanie prądu ładowania.

Nie należy również zakładać, że moc znamionowa agregatu jest równa mocy ładowania baterii.

Ograniczeniem może być sam inwerter, konfiguracja ładowarki oraz jednoczesne zużycie energii przez odbiorniki.

Może, ale właśnie zimą wymaga najdokładniejszego zaprojektowania.

W okresie zimowym:

• dni są krótsze,
• produkcja fotowoltaiki jest niższa,
• panele mogą być zasłonięte śniegiem,
• akumulatory wymagają odpowiednich warunków temperaturowych,
• zapotrzebowanie na energię może wzrosnąć.
• Dlatego całoroczny system off-grid nie powinien być projektowany na podstawie produkcji PV w lipcu.

Trzeba sprawdzić, czy magazyn i agregat będą w stanie pokryć zapotrzebowanie również podczas kilku trudnych dni z rzędu.

W przypadku akumulatorów LiFePO₄ szczególnie ważne jest przestrzeganie dopuszczalnej temperatury ładowania i zapewnienie odpowiedniej ochrony przed mrozem.

Koszt zależy od wybranego wariantu.

Najprostszy agregat będzie wymagał mniejszego nakładu początkowego niż kompletny system z fotowoltaiką i magazynem energii.

Z kolei rozbudowany system może zapewniać większy komfort i ograniczać konieczność częstego uruchamiania agregatu.

Przy porównywaniu kosztów warto uwzględnić nie tylko cenę zakupu, ale również:

• paliwo,
• serwis agregatu,
• żywotność baterii,
• koszty montażu,
• wymianę podzespołów,
• wygodę użytkowania,
• hałas,
• przewidywany okres korzystania z obiektu.
• Jeżeli domek jest użytkowany przez kilka weekendów w roku, ekonomika będzie zupełnie inna niż w bacówce pracującej codziennie.

Dlatego najlepsze rozwiązanie to nie zawsze najtańszy zestaw na początku. Liczy się koszt i komfort użytkowania przez kolejne lata.

Tak, jeśli jest prawidłowo zaprojektowana, wykonana i użytkowana.

Szczególnej uwagi wymagają zabezpieczenia po stronie DC i AC, ochrona przeciwporażeniowa, prawidłowe uziemienie, dobór przewodów i warunki montażu akumulatorów.

Agregat spalinowy musi pracować na zewnątrz, zgodnie z wymaganiami producenta i z zachowaniem bezpiecznej odległości od otworów budynku.

Nigdy nie należy uruchamiać agregatu w bacówce, garażu ani innym zamkniętym pomieszczeniu. Spaliny zawierają tlenek węgla, który może spowodować śmiertelne zatrucie.

W miejscach oddalonych od infrastruktury szczególnie ważna jest również możliwość bezpiecznego serwisowania instalacji.

Najprościej podzielić to według potrzeb.

Domek używany sporadycznie: można rozważyć agregat albo mniejszy system z magazynem energii.

Domek użytkowany wiosną i latem: interesującym rozwiązaniem może być fotowoltaika z magazynem.

Bacówka bez dostępu do sieci: warto przeanalizować magazyn z agregatem oraz możliwość dołożenia PV.

Całoroczny obiekt na Podhalu: często najbardziej elastyczne będzie połączenie fotowoltaiki, magazynu energii i dodatkowego źródła zasilania.

Ostateczna decyzja powinna wynikać z rzeczywistego zużycia i oczekiwanej niezawodności.

Pan PV Off-Grid – dostarczamy energię tam, gdzie jej nie ma

Masz działkę bez prądu ?

Budujesz domek letniskowy w górach ?

Posiadasz bacówkę, do której nie doprowadzono sieci elektroenergetycznej ?

A może koszt wykonania przyłącza jest tak wysoki, że szukasz alternatywy ?

W Pan PV pomagamy dobrać niezależne systemy zasilania oparte na:

fotowoltaice, magazynach energii, inwerterach off-grid i agregatach prądotwórczych.

Nie zaczynamy od sprzedaży konkretnego urządzenia.

Najpierw ustalamy:

co chcesz zasilać, jak długo, w jakich warunkach i jak często będziesz korzystać z obiektu.

Dopiero na tej podstawie dobieramy rozwiązanie.

Dostarczamy energię tam, gdzie jej nie ma.

Pan PV Off-Grid

Nowy Targ • Zakopane • Kościelisko • Bukowina Tatrzańska • Białka Tatrzańska • Rabka-Zdrój • Podhale i okolice

Telefon: 690 431 840

www.panpv.pl