Ukladanie solárnej energie: Off-grid vs. pripojené k sieti

V dnešnom svete bude slnečná energia naďalej najviac využívaným obnoviteľným zdrojom energie, ku ktorému sa väčšina ľudí obráti. Dôležité je pochopiť najzákladnejšie typy systémov. V tomto kontexte sa naša diskusia bude sústrediť na systémy uskladňovania solárnej energie, a to na systémy mimo siete (off-grid) a systémy pripojené k sieti (grid-tied). Systémy mimo siete nie sú pripojené k verejnej elektrickej sieti, zatiaľ čo systémy pripojené k sieti áno. Systémy mimo siete sú energeticky nezávislé a pozostávajú zo slnečných panelov, batérií a meničov, ktoré pokrývajú energetické potreby. Systémy pripojené k sieti závisia od verejnej elektrickej siete a majú schopnosť odoberať energiu zo siete v prípade nízkeho výstupu slnečných panelov a naopak dodávať energiu do siete v prípade vysokého výrobného výkonu. Systémy mimo siete sú ideálne pre odľahlé oblasti, kde nie je prístup k elektrickej sieti; tieto systémy však vyžadujú batériové banky na ukladanie energie na noc a počas zamračených období. V predmestských a mestských prostrediach najlepšie fungujú systémy pripojené k sieti, pretože tieto oblasti majú prístup k elektrickej sieti a nemusia sa obávať jej výpadku, pričom batériové úložiská nie sú v týchto prípadoch nevyhnutné.

Technické výhody systémov na ukladanie solárnej energie mimo siete

Ak ide o nezávislé využívanie energie, systémy na ukladanie solárnej energie mimo siete ponúkajú jedinečné technické výhody. Najdôležitejšou z týchto výhod je úplná energetická nezávislosť, ktorá chráni používateľov pred vysokými účtami za elektrinu, výpadkami prúdu a neustále sa meniacimi sa tarifmi za dodávku energie. Tieto systémy využívajú batérie typu LiFePO4, ktoré ponúkajú viac ako 6000 cyklov a odolnosť v extrémnych teplotách. Inteligentné systémy riadenia batérií (BMS), ktoré sú do batérií integrované, pokrývajú najbežnejšie scenáre porúch batérií, a to prebitie, vysoké teploty a skraty.

Ďalšou hlavnou výhodou je škálovateľnosť off-grid slnečných systémov. Odľahlé komunity, vidiecke domácnosti a komerčné prevádzky nachádzajúce sa v odľahlých oblastiach môžu využívať off-grid slnečné systémy a neskôr ich rozšíriť pridaním ďalších batérií alebo panelov, aby spĺňali rastúcu požiadavku na elektrickú energiu. Off-grid systémy majú tiež výhodu tichého chodu. V prípade, keď sú vhodnejšie miesta pre inštaláciu slnečných systémov zároveň obývané alebo sa nachádzajú v oblastiach citlivých na hluk, je táto vlastnosť dôležitá, pretože tieto systémy obsahujú kvalitné komponenty, výkonné lithiové iónové články a účinnú výkonovú elektroniku, ktoré minimalizujú požiadavky na údržbu.

Výhody sieťovo prepojených systémov na ukladanie slnečnej energie

Pri zvažovaní systémov na ukladanie slnečnej energie môžu sieťové solárne systémy poskytnúť používateľom výhody, ktoré sú z hľadiska ich pripojenia k elektrickej sieti predovšetkým technického charakteru. Z technického hľadiska je veľkým stimulom úspora nákladov, teda nákladová efektívnosť: keďže používatelia využívajú elektrickú sieť ako virtuálnu batériu, môžu sa vyhnúť veľkým lokálnym systémom na ukladanie energie, čím sa znížia náklady. Títo používatelia sa môžu zapojiť do systému čistého merania (net metering), pri ktorom predávajú prebytočnú vyrobenú energiu späť do siete. To má za následok úsporu na energetických nákladoch a skráti sa celková doba návratnosti ich počiatočnej investície. Celková jednoduchosť inštalácie je možné pripísať absencii záložných generátorov alebo veľkých batériových systémov.

Dnešné systémy prepojené so sieťou využívajú inteligentnú technológiu, ktorá umožňuje používateľom sledovať v reálnom čase celú energiu, ktorá sa vyrába, spotrebuje a využíva v sieti. Táto možnosť poskytuje používateľovi príležitosť optimalizovať spotrebu energie tak, aby využíval viac slnečnej energie a menej energie zo siete. To znižuje zaťaženie siete a zvyšuje podiel obnoviteľných zdrojov energie, čo predstavuje formu podpory siete. Tieto systémy je možné integrovať do súčasných sieťových systémov. Majú certifikáty UL, CE a RoHS.

V každodennom používaní boli systémy bez prístupu k sieti kľúčové pre prevádzku v odľahlých lokalitách. Dlhá životnosť cyklov a odolnosť voči počasiu týchto systémov zabezpečovala nepretržitý dodávok energie, ktorý nahradil drahé dieselové generátory a eliminované uhlíkové emisie. Používatelia uviedli zlepšenú spoľahlivosť a významné dlhodobé úspory, čo dokazuje, že systém účinne rieši problémy spojené s prevádzkou mimo siete.

Systémy prepojené so sieťou sa stali populárne medzi mestskými podnikateľmi a domácimi majiteľmi. Malý obchodník nainštaloval systém prepojený so sieťou a využil čisté meranie (net metering) na úsporu 75 % svojich účtov za elektrinu. Na optimalizáciu prevádzky v hodinách najvyššej výroby slnečnej energie používal podnikové monitorovanie v reálnom čase. Majitelia domov aj podnikov ocenia automatické prepínanie medzi slnečnou a sieťovou energiou. Mnohí poznamenali, že pridaná funkcia ukladania slnečnej energie zvýšila hodnotu ich nehnuteľností.

Porozumenie výkonu a účinnosti

Medzi týmito dvoma systémami existujú rozdiely súvisiace s návrhom a konkrétnym použitím. Autonómne systémy (off-grid) závisia od účinnosti panelov a od kapacity batérií na ukladanie energie a počtu cyklov nabíjania/ vybíjania. Batérie typu LiFePO4 sú uprednostňované, pretože ponúkajú lepšiu energetickú hustotu a dlhšiu životnosť v počte cyklov. Účinnosť slnečných panelov, ktoré premieňajú slnečné svetlo priamo na elektrickú energiu, má priamy vplyv na výstup systému. Kombinácia lepšieho úložného priestoru a efektívnejšej konverzie, ktorá minimalizuje straty energie, vedie k lepšiemu celkovému systému.

Systémy pripojené k sieti nie sú zaťažené dodatočnou logikou ukladania v dôsledku ich integrácie do siete. Ich účinnosť je založená na kompatibilité panelov a striedačov so sieťou. Striedač vyššej kvality spôsobuje menšie straty energie pri premenené zo striedavého prúdu (DC) na striedavý prúd (AC) pre sieť. Čisté meranie (net metering) poskytuje lepší ukazovateľ účinnosti v závislosti od platnej politiky. Vyváženie systému podľa spotrebného vzoru používateľa zvyšuje výkon úložného systému.

Rozpis dlhodobej hodnoty a porovnanie nákladov

Pri hodnotení oboch systémov je pre jasnosť nákladov rozhodujúca. Off-grid systémy vyžadujú vyššie počiatočné investície kvôli batériovým bankám a záložným komponentom. Tieto náklady sa však kompenzujú tým, že zákazníci neplatia za prípojku k sieti, sú chránení pred rastúcimi tarifmi služieb a s predpokladanou životnosťou batérií cez 6000 cyklov je zaručené nízke celkové náklady v čase. Tieto systémy poskytujú neoceniteľnú hodnotu v lokalitách, kde nie je prístup k elektrickej sieti.

Systémy pripojené k elektrickej sieti majú nižšie počiatočné náklady. Začínajú sa vracať okamžite vďaka úsporám z čistého merania. Návratnosť investície je rýchlejšia ako u systémov mimo siete v dôsledku zníženia účtov za elektrinu. Závisia od dostupnosti siete a politík čistého merania stanovených príslušným orgánom. Preto je pre dlhodobú životaschopnosť dôležité preskúmať miestne politiky a predpisy verejných dodávateľov energie. Technológie súvisiace so slnečnou energiou sa budú zlepšovať a kompenzujú tak rastúce náklady na energiu pre oba typy systémov.

Záver

Z hľadiska energetickej nezávislosti sú mimo sieťové systémy výborné. Sú tiež spoľahlivé pre odľahlé lokality a ochrana pred problémami s elektrickou sieťou ich robí ideálnymi pre vidiecky prostredie, odľahlé podniky alebo pre dosiahnutie sebestačnosti. Úspory nákladov a zjednodušená inštalácia ich robia vhodnými pre vidiecky aj predmestský prístup. Pri výbere systému je potrebné zohľadniť polohu, energetické potreby, finančné možnosti a ciele, ktoré ste pre systém stanovili. Spolupráca s renomovanými výrobcami, ako aj s konzultantmi v oblasti obnoviteľných zdrojov energie, vám umožní urobiť informovanú voľbu. Oba typy systémov sa vyvíjajú spolu s technológiou batérií a rastúcou spoľahlivosťou obnoviteľných zdrojov energie.