Czym są generatory solarne
Generator solarny to urządzenie typu All In One (wszystko w jednym) które stanowi połączenie klasycznego inwertera oraz magazynu energii. Jego największą zaletą jest jego elastyczność. Może służyć jako element domowej instalacji fotowoltaicznej, który bardzo szybko i z łatwością można odłączyć i zabrać go wszędzie tam gdzie potrzebujemy dostępu do energii elektrycznej.
Generatory solarne w przeciwieństwie do tradycyjnej instalacji fotowoltaicznej oferują nam wiele trybów pracy w dwóch scenariuszach .
Pierwszy zakłada pracę jako klasyczny zestaw fotowoltaiczny który produkuje prąd na nasze bieżące potrzeby a nadwyżki kieruje do baterii. Natomiast dzięki możliwości podpięcia do urządzenia prądu 230V pochodzącego z sieci energetycznej, umożliwi dalsze zasilanie urządzeń w wypadku gdy panele nie produkują energii (np. w nocy) a akumulator jest rozładowany.
Drugi scenariusz zakłada działanie poza siecią i domową instalacją fotowoltaiczną z wykorzystaniem lub bez paneli PV ( np. na działce, biwaku, budowie ). Uzupełnienie naszego mobilnego zestawu opartego na generatorze słonecznym np. o elastyczne panele PV pozwoli nam na wykorzystanie nie tylko energii zgromadzonej w baterii ale również pozwoli produkować ją na bieżące potrzeby i/lub do ładowania baterii. Rozwiązanie taki sprawdzi się idealnie na biwaku, działce, budowie lub wtedy gdy samochodem z napędem elektrycznym.
Niektóre modele oferują możliwość dodatkowej rozbudowy magazynu energii co jest bardzo przydatne jeśli mamy duże zapotrzebowanie na energię w godzinach nocnych kiedy nasze panele nie produkują energii na bieżące potrzeby a dodatkowo w wypadku np. awarii nie mamy dostępu do energii z sieci dystrybucyjnej.
Budowa generatora solarnego
Bateria
Generatory solarne posiadają wbudowany magazyn energii są więc urządzeniami typu off-grid, co oznaczą że energia która nie została skonsumowana na bieżąco zostaje przekierowana i zmagazynowana w wbudowanej baterii.
Dostępne są dwa rodzaje generatorów solarnych. Najbardziej popularne posiadają wbudowane baterie różnego typu. W tym wypadku najlepszym rozwiązaniem okazują się baterie Litowo-Żelazowo-Fosforanowe (znane jako LFP lub LiFePO4). Baterie wykonane w tej technologii nie doświadczają tak wielu negatywnych skutków przeładowania lub zwarć. Mają także wyjątkowo długi okres pełnej gotowości do pracy po naładowaniu wynoszący 350 dni. Pomimo mniejszej gęstości energii wynoszącej 90/120 Wh/kg (litowo-jonowe 150/200 Wh/kg) akumulatory LFP są dobrym wyborem, jeśli chodzi o elektronikę, która wymaga baterii o większej mocy. Mają lepszą zdolność szybkiego rozładowywania niż litowo-jonowe, co umożliwia dostarczenie większej mocy w krótszym czasie. Fosforan litowo-żelazowy jest bezpieczniejszą substancją chemiczną niż technologia litowo-jonowa zawierająca kobalt. Charakteryzuje się wyjątkową stabilnością termiczną i chemiczną w wyższych temperaturach oraz stałą mocą w temperaturze pokojowej. Rzadko zdarza się, aby akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe doświadczały niestabilności termicznej.
Drugim rodzajem są generatory solarne które umożliwiają nam montaż w urządzeniu dowolnych baterii o rożnej pojemności. Ich montaż jest zazwyczaj bardzo prosty, wystarczy baterię umieścić w odpowiedniej kieszeni i podłączyć. Główną zaletą takiego rozwiązania jest możliwość dostosowania magazynu energii do indywidualnych potrzeb i możliwość ich wymiany w wypadku zużycia
Inwerter,
Nazywany także falownikiem, to specjalistyczne urządzenie, które przekształca prąd stały (DC) wytwarzany przez panele słoneczne na prąd zmienny (AC) o odpowiednich parametrach do zasilania urządzeń elektrycznych. Inwerter pełni kilka kluczowych funkcji poza przetwarzaniem energii:
1.Synchronizacja: Dopasowuje napięcie tak, aby było zgodne z siecią elektroenergetyczną.
2.Monitorowanie: Rejestruje dane eksploatacyjne i śledzi maksymalny punkt mocy modułów fotowoltaicznych (MMPT).
3.Zabezpieczenia: Automatycznie rozłącza instalację w razie awarii
Kontroler solarny
To urządzenie maksymalizujące moc pozyskiwaną z paneli fotowoltaicznych. Jego głównym celem jest przetwarzanie energii słonecznej na prąd o parametrach odpowiednich dla zasilania konkretnych urządzeń oraz ładowania ich akumulatorów. Kontroler solarny łączy panel fotowoltaiczny z akumulatorem żelowym, zapewniając mu poprawne parametry ładowania. Chroni go zarówno przed zbyt wysokim napięciem płynącym z panelu, jak i przed nadmiernym rozładowaniem. Stosowanie regulatora jest konieczne w każdym systemie PV, ponieważ bez jego obecności akumulator bardzo szybko ulegnie uszkodzeniu w wyniku zbyt wysokiego napięcia bądź zbyt głębokiego rozładowania. Wyróżnia się dwa rodzaje kontrolerów solarnych:
Regulator ładowania PWM: Wysyła impulsy do akumulatora, starając się przesłać jak najwięcej energii w jak najkrótszym czasie. Im pełniejszy jest akumulator, tym impulsy stają się wolniejsze i rzadsze. Gdy poziom naładowania zbliża się do maksimum, kontroler przestaje przesyłać energię.
Regulator ładowania MPPT: Działa podobnie jak kontroler ładowania PWM, ale na bieżąco sprawdza napięcie na panelu słonecznym. Wybiera najlepszy punkt mocy, aby uzyskać większą skuteczność przy słabszym nasłonecznieniu.
Montaż
Montaż generatora solarnego jest dużo prostszy, szybszy i tańszy niż tradycyjnej instalacji fotowoltaicznej. Porównajmy dwa typy instalacji tradycyjny i All In One.
Tradycyjna instalacja fotowoltaiczna:
-
Składniki: Składa się z oddzielnych paneli słonecznych, inwertera, kontrolera ładowania i, opcjonalnie, zewnętrznego magazynu energii co komplikuje montaż .
-
Montaż: Wymaga dokładnego zaplanowania rozmieszczenia poszczególnych komponentów i przewodów, co może być czasochłonne i wymagać większej przestrzeni.
-
Elastyczność:Montaż oraz składowe uniemożliwiają wykorzystanie jako przenośnego źródła energii elektrycznej.
Urządzenie typu all-in-one:
-
Składniki: Zintegrowane rozwiązanie, które zawiera inwerter, kontroler ładowania i magazyn energii w jednym urządzeniu.
-
Montaż: Prostszy i szybszy, ponieważ wymaga podłączenia mniejszej liczby komponentów i przewodów.
-
Elastyczność: Może być w bardzo prosty sposób wypięte z domowej sieci i posłużyć jako przenośny generator energii elektrycznej dając dostęp do energii tam gdzie jej nie ma.
Podsumowanie: All In One vs Tradycyjna instalacja PV
Urządzenia typu all-in-one mają kilka istotnych przewag nad tradycyjnymi instalacjami fotowoltaicznymi:
Integracja komponentów: All-in-one łączy inwerter, kontroler ładowania i magazyn energii w jednym urządzeniu, co eliminuje potrzebę posiadania wielu oddzielnych urządzeń. To upraszcza cały system, zmniejsza ryzyko wystąpienia problemów z kompatybilnością i ułatwia zarządzanie energią.
Łatwość montażu: Ponieważ wszystkie główne komponenty są zintegrowane, montaż jest znacznie prostszy i szybszy. Nie ma potrzeby planowania rozmieszczenia wielu urządzeń i zarządzania skomplikowaną siecią przewodów, co jest wymagane w tradycyjnych systemach.
Oszczędność miejsca: Zintegrowane rozwiązanie zajmuje mniej miejsca niż oddzielne komponenty, co jest szczególnie ważne w obszarach o ograniczonej przestrzeni.
Elastyczność: Urządzenia all-in-one mogą być łatwo odłączone od domowej sieci i używane jako przenośne źródła energii. To jest szczególnie przydatne w sytuacjach awaryjnych lub podczas podróży w miejsca, gdzie dostęp do sieci elektrycznej jest ograniczony lub nieistniejący.
