PergolyJištění a ochrana ostrovní fotovoltaické elektrárny bez připojení k zemi
Diskuze se věnuje jištění a ochraně ostrovní fotovoltaické elektrárny bez připojení na zem, což představuje specifické výzvy v ochraně proti úrazu elektrickým proudem. Ostrovní fotovoltaické systémy, známé také jako off-grid, představují specifický typ solárního systému, který funguje zcela nezávisle na distribuční síti. To znamená, že se nemusíte obávat výpadků elektřiny ani kolísání cen energií. Tento typ systému je ideální zejména pro odlehlé oblasti, kde by bylo příliš nákladné připojení k distribuční síti.
Co je off-grid systém?
Off-grid energetický systém je systém, který není závislý na připojení k elektrické síti pro jeho dodávku energie. Off-grid systémy jsou také označovány jako autonomní systémy, ostrovní systémy, grid-nezávislé systémy nebo autarkické systémy. Skladování energie ve formě baterií nebo bateriových bank je často součástí off-grid systému.
Hlavním principem ostrovního systému je výroba elektřiny ze solárních panelů a její ukládání do baterií. Energie se využívá podle potřeby a díky bateriím je k dispozici i v době, kdy slunce nesvítí. Nevýhodou však je, že přebytečnou energii nelze prodávat zpět do sítě.
S malými ostrovními systémy se setkáváme běžně i okolo nás, ty nejjednodušší pohánějí například kamery, alarmy či jiné bezpečnostní zařízení. Náročnější varianty systému pak mohou zásobovat celé odlehlé oblasti. V dobách mimořádných situací, jako jsou povodně nebo extrémní počasí, je klíčové zajistit energetickou soběstačnost a efektivitu. Ostrovní dům, který není připojený k distribuční síti a funguje pouze na vlastní zdroje energie, představuje výzvu, zejména během deštivých dní, kdy je nedostatek slunečního světla.
Složení ostrovního fotovoltaického systému
Každý ostrovní systém se skládá z několika klíčových komponent:
Čtěte také: Vlastnosti dřevovláknité izolace – požární odolnost
- Solární panely - vyrábějí elektrickou energii ze slunečního záření.
- Regulátor nabíjení - řídí tok energie mezi panely a bateriemi, chrání je před přebitím.
- Baterie - slouží k uchování přebytečné energie pro pozdější použití.
- Střídač - přeměňuje stejnosměrný proud na střídavý, který používají běžné spotřebiče.
Energetická soběstačnost není výsledkem jediného zařízení, ale kombinace technologií. Například FVE panely AIKO Energy, tepelné čerpadlo Ecoone a střídače s bateriemi od DZ Dražice jsou řízeny systémem Infigy, který optimalizuje spotřebu a výrobu energie. Ostrovní fotovoltaika přináší svobodu, pohodlí a nezávislost - a dnes už nevyžaduje ani odborné znalosti, ani náročnou instalaci.
Dimenzování a ochrana ostrovního FV systému
Uživatelé řeší, jak zajistit bezpečný provoz spotřebičů s kovovým šasi, když chybí zemní vodič, a zvažují možnosti pospojování, oddálené ochrany a použití hlídačů izolačního stavu. Součástí je i rozbor platných norem a zkušeností s ochranou před bleskem a přepětím v takových systémech.
Výpočet a dimenzování
Velikost ostrovního systému by měla odpovídat spotřebě elektřiny v domácnosti. Klíčovými faktory jsou:
- Výkon střídače - měl by mít rezervu kvůli náběhovým proudům spotřebičů.
- Kapacita baterií - musí pokrýt potřeby domácnosti i v období nízké výroby.
Pokud chcete vytvořit off-grid systém, musíte provést správný výpočet s ohledem na kapacitu výroby a skladování energie. Tyto 2 věci jsou velmi důležité, abyste zajistili, že vaši spotřebitelé (připojené elektrické spotřebiče) budou i nadále fungovat tak, jak chcete. Chcete-li to provést správně, můžete provést následující kroky k vybudování dobrého systému mimo síť:
- Vypočítejte celkovou denní spotřebu energie / spotřebu energie ve wattech vašeho systému.
- Vypočítejte maximální nepřetržitou spotřebu/spotřebu energie ve wattech vašeho systému. Krok 2 je výpočet maximální trvalé spotřeby energie/spotřeby ve wattech vašeho systému. Chcete-li to vypočítat, určíte, které spotřebiče jsou stále v provozu (např. lednička) a sečtete výkon spotřebičů, které jsou používány současně po delší dobu. sečtete tyto kapacity dohromady.
- Vypočítejte maximální špičkový výkon / špičkovou spotřebu energie ve wattech vašeho systému.
- Poté vyberte správný invertor, multi nebo quattro pro váš systém. Nyní víte, kolik energie váš off-grid systém potřebuje k provozu, a my nyní víme, který invertor je potřeba k dodání tohoto výkonu systému. Nyní spočítáme, jak můžeme generovat požadovaný výkon, abychom zajistili, že střídač má skutečně tento výkon pro systém k dispozici.
- Určete, jak dlouho chcete, aby systém běžel nezávisle bez výroby energie. V kroku 5 určíte, jak dlouho chcete, aby váš systém běžel bez výroby energie. Jinými slovy, jak dlouho by měl být váš systém schopen běžet pouze na kapacitu vaší baterie nebo baterie.
- Poté spočítejte kapacitu vaší baterie nebo baterie, abyste to podpořili.
- A pak spočítejte, jak generujete dostatek energie, abyste tomuto systému a baterii poskytli dostatek energie. Například můžete umístit 4 solární panely a to znamená, že jste poloviční nedostatek energie Váš systém pak do půl dne selže. V tomto případě budete muset nebo můžete zvolit použití generátoru nebo např. rozvodné sítě /sítě k doplnění vašeho systému o potřebnou energii.
V oblastech s omezeným slunečním zářením je důležité mít dostatečně dimenzovanou FVE. Například 18 kWp se může zdát jako hodně pro malý dům, ale za podmínek, kdy několik dní prší nebo je zataženo, se to stává nezbytným minimem. Kapacita 11,2 kWh v baterii je dostatečná pro běžný provoz. V praxi se běžně nevybíjí pod 60 %, což zaručuje určitou rezervu. Spotřebiče v domě musí být integrovány do energetického systému tak, aby spolupracovaly a nedocházelo k jejich konfliktu.
Čtěte také: Kročejová izolace a její použití
V ostrovním režimu je občas nutné se přizpůsobit. Například praní prádla lze odložit, rychlá sprcha by měla být prioritou a každá vyrobená watt-hodina by měla být využita nebo uložena. Optimalizace spotřeby energie: Každý den by měl začít se strategií nabití baterie. Následně se energie přesune do ohřevu vody. Během několika měsíců provozu ostrovního domu bez jediného výpadku je jasné, že sledování počasí a efektivní využívání energie je klíčové.
Ochrana proti úrazu elektrickým proudem
Dokončuji svoji 5 KW elektrárničku ostrovního provedení a tedy bez spojení se zemí. A docela mi vrtá hlavou jištění rozvodu proti úrazu el. proudem. Bude používána pro pračku, myčku, ledničku atd. a nějak si nevím rady s ochranou. Zem není přítomna, takže máme dva vodiče a nic víc. Teoreticky máme i třetí ze země Powerjacku (boční zemní vývody na výstupní zásuvce PJ). Otázka zní, není na tuto zem PJ napojena nějaká vnitřní ochrana PV, takže když na ni přivedu napětí vypne se? Pak by mělo smysl třídrátové vedení se zemním vodičem, jinak myslím, že ne. Když ne, výše uvedené přístroje nebudou uzeměny. Teoreticky by neměl vzniknout žádný problém, protože proti zemi v takovémto případě nebude uzavřen el. obvod a nic by se nemělo stát. Zároveň běžné ochrany využívající zem jsou nepoužitelné.
Je potřeba si ujasnit jaká to je síť a jaká je tam možná ochrana. I v síti IT se používá pospojování a ochranné uzemnění. Jasně je uvedeno v ČSN 33 2000-4-41/ed.2 že musí být ochrana základní (nejčastěji izolace) a ochrana při poruše. 411.4.1.3 - ochranné uzemnění a pospojpování ... všechny neživé části musí být spojeny s ochr vodičem splňujícím.... Neuzemněný FV systém by z principu neměl existovat, protože je nutná ochrana před účinky blesku dle ČSN EN 62 305, kde to jaksi bez uzemnění nejde (samozřejmě pořád může být síť IT, jak na DC straně, tak na straně AC).
Když se potom vrátíme k ochraně před NDN tak pro síť IT je v ČSN 33 2000-4-41/ed.2 čl. 411.6.2 pro síť IT .... je třeba uzemnění Ra x Id<50V což je dost přísná podmínka. Jednodušší je jeden vývod z PJ uzemnit, uzemnění s R pod 10 Ohm stejně musíš mít kvůli bleskosvodu a přep. ochranám, a potom za PJ zapojit klasický proudový chránič a mít instalaci TN-S. Ale není problém to nechat jako IT a dát tam hlídač izol. stavu, se zvukovou a světelnou signalizací, jak je komu libo. V síti IT se řeší podmínky pro při jedné poruše - v podstatě se nic neděje, jenom už to není IT síť, a v případě dvou poruch - musí dojít k vybavení jistícího prvku viz 411.6.4 a podmínka je 2Ia*Zs Ekonomičtější je asi uzemnit a pak fungují levnější chrániče. Já myslím, že to průser není, protože potenciál této fáze je pouze proti druhému vodiči, proti zemi není nic. Vlastně si nedovedu představit, že by takto provozovaný měnič byl nějak nebezpečný mimo doteku obou drátů najednou. Proto jsem tu začal diskusi na toto téma, protože což když se pletu. Zatím co tak sháním informace je docela možné že skončím s tím spojením se zemí. Zdá se, že bez země je to větší, respekt. dražší problém než jsem myslel. Ale štve mě to. Čtěte také: Informace o úpravě povrchu dřevovláknité izolace Neuzemněný FV systém by z principu neměl existovat, protože je nutná ochrana před účinky blesku dle ČSN EN 62 305, kde to jaksi bez uzemnění nejde. Tohle si myslím, že jde pomocí oddálené ochrany a pospojením rámů panelů přes jiskřiště. Oddálená ochrana ano, ale ty rámy panelů a všechny kov. hmoty (krb. vložka, potrubí plynu, akumulační nádrž na TUV....) musí být spojeny s hlavní ochrannou přípojnicí objektu - musí být podle stavebního zákona už od roku 2009. A proč by to mělo být přes jiskřiště netuším, v 62 305-3 jsem nic takovýho nenašel. Jiskřiště se používá tehdy, když není možný to propojit z důvodu různého potenciálu přímo (třeba kvůli katodové ochraně potrubí), a to není tento případ. Dnes je taková doba, všechno uzemnit, pospojovat, před padesáti a více lety zase naopak, zvlášť uzemnění hromosvodu a instalace, x- metrů od sebe v zemi... ale je to dáno stavem a používanou technikou, drátovou anténu na KV jde uzemnit fakt těžko, jedině přes tu bleskojistku... Co se moc neřeší, ale je to dost častý problém, tak indukovaná napětí od nepříliš vzdálených úderů blesku, pokud někde teče 100kA po dobu pár us, tak vznikne elmg impuls, kterej se naindukuje do jakýhokoliv svislýho vedení, samozřejmě v intenzitě odpovídající vzdálenosti. No a pokud to vedení tvoří nějakou velkou smyčku (chybně vedený vývody z panelů) tak je indukovaný napětí o to vyšší. Proto by vodič pospojování měl vést hned vedle vývodů z panelů, aby ta smyčka nenabrala plochu několika m2. Mému reviz. technikovi na hromy stačí oddálená ochrana, i to jiskřiště je tam jaksi navíc, ale předpoklad je, když by nějakým zázrakem došlo k úderu do rámu panelů či nějakému náhodnému přeskoku na ně jiskřiště by to svedlo na zem. V zimě, kdy jsou dny kratší a intenzita slunečního záření nižší, může být produkce elektřiny nedostatečná. Možná řešení: Alternativa: Hybridní fotovoltaické systémy. Hybridní systémy kombinují prvky ostrovního a síťového systému. Jsou připojené k distribuční síti, ale zároveň využívají baterie pro ukládání energie. Výhodou je možnost fungování v ostrovním režimu při výpadku sítě, nevýhodou pak nemožnost prodávat přebytečnou energii. Může se stát, že později do systému přidáte další zařízení nebo že se kapacita baterií sníží nebo že solární výkon solárních panelů je v zimních dnech poněkud zklamáním (faktor 8 až 10 méně než v letních dnech ). Každý majitel fotovoltaické elektrárny by měl zvážit možnost, že se jeho dům může stát ostrovním i neočekávaně. Důležitou součástí je nejen kvalitní systém řízení, ale také mít záložní zdroje, jako je krb, a dobře zateplený dům. „Ostrovní dům v dobách nouze může být zcela soběstačný a funkční, pokud je dobře připravený a správně spravovaný. Klíčem k úspěchu je efektivní řízení energie, správně dimenzovaná fotovoltaická elektrárna a dostatečná kapacita baterií. V době rostoucích cen energií a častějších výpadků elektrické sítě se stále více lidí obrací k snadno dostupným formám energetické nezávislosti. Jednou z nejrychleji rostoucích oblastí jsou ostrovní solární systémy, které umožňují vyrábět vlastní elektřinu zcela mimo distribuční síť. A co je nejdůležitější - dnešní technologie už nejsou doménou odborníků. Ostrovní fotovoltaické systémy se staly symbolem moderní nezávislosti. Umožňují výrobu vlastní elektřiny kdekoliv, bez složité instalace a bez nutnosti připojení k distribuční síti. Velkou výhodou dnešních řešení je jejich modularita a jednoduchost. Některé moderní předpřipravené solární sestavy přicházejí kompletně smontované, s hotovou elektroinstalací a optimalizovaným propojením komponent. Důvodem růstu popularity ostrovních systémů je: Představujeme kompletní ostrovní solární systém předinstalovaný na robustní cementovláknité desce - chytré řešení, které přináší okamžitou energetickou soběstačnost bez složité montáže. Tato sestava kombinuje špičkové komponenty Victron Energy, vysoce účinné panely Qcells a moderní baterii Pylontech, díky čemuž nabízí spolehlivý výkon pro chaty, zahradní domky, mobilní stavby i záložní napájení rodinných domů. Vybrané ostrovní řešení je navrženo tak, aby poskytovalo spolehlivý výkon i v náročných podmínkách. Energii ukládá moderní baterie PYLONTECH US5000C (4,8 kWh), která je známá dlouhou životností a stabilitou. Díky MPPT regulátoru Victron BlueSolar 150/45 je zajištěno maximální využití energie z panelů i za horších světelných podmínek. Celá sestava je dodávána kompletně propojená, s DC/AC rozvaděči, kabeláží, konektory, rámem pro baterii a pěti zásuvkami přímo na cementovláknité desce. Možností využití je překvapivě mnoho. Silný trend je i vytváření záložních energetických řešení pro rodinné domy.Ochrana před bleskem a přepětím
Provoz v zimním období a alternativy
Popularita ostrovních systémů a moderní řešení
Typ systému Závislost na síti Ukládání energie Prodej přebytečné energie do sítě Vhodné pro Ostrovní (Off-grid) Nezávislý Ano (baterie) Ne Odlehlé oblasti, chaty, mobilní stavby, soběstačné domy Hybridní Částečně závislý (připojen k síti) Ano (baterie) Ne Domy s potřebou záložního napájení, optimalizace spotřeby
tags: #co #je #pravidlo #ostrovni #izolace
