Ce trebuie sa stim despre sistemele off-grid?

* ... *

 articol creat de Florin Fleseriu  

      Am scris acest articol din dorinta de a aduce mai multe informatii despre sistemele off-grid regasite in practica si denumite de multe ori sisteme electrice autonome, sau "sisteme insula", pe care multi beneficiari doresc sa le instaleze pentru a beneficia de energie verde. 

   Proiectarea si realizarea unui sistem off-grid este similara cu prognoza vremii :). Pur si simplu sunt atat de multe variabile in ecuatia unui sistem incat fara a suprapune experienta si expertiza peste aceste ecuatii, ar fi un adevarat noroc sa ajungem la o solutie functionala.  Practica a demonstrat ca doar cei mai experimentati specialisti pot realiza sisteme off-grid de succes. Daca doriti un sistem performant, cautati si gasiti cele mai vechi sisteme functionale existente pe  piata si intrebati cine le-a realizat. In acest mod va veti asigura ca veti obtine cea mai buna calitate si pe cei mai buni experti. Cel mai ieftin sistem va fi intodeauna cel mai putin rezistent, iar cel mai scump in general inseamna risipa de resurse. Porniti intodeauna de la necesitatile dvs si nu de la pret. De foarte multe ori beneficiarii intreaba cat costa un sistem fara a preciza ceea ce doresc sa realizeze cu el. 

   Fie ca va aflati in locuri izolate, sau zone cu retea conventionala, acest subiect a fost intodeauna unul din cele mai misterioase. Cum se poate obtine curent electric fara a mai consuma energia din retea? Cum pot sa devin autonom energetic ? Este sau nu rentabil sa fi autonom ? ... Acestea sunt doar cateva din intrebarile care-si vor gasii raspunsul in continuare.

Eu si panoul solar  

    Inainte de a decite ce tip de sistem va fi nevoie sa instalam intr-o anume locatie, va fi nevoie se ne aplecam atentia asupra consumatorilor pe care trebuie sa-i alimentam. Va fi nevoie sa analizam in detaliu ce consumatori avem, cate ore functioneaza zilnic si ce putere electrica au. Aceste elemente sunt esentiale in decizia pe care urmeaza sa o luam. Niciodata nu vom putea consuma mai multa energie decat producem, iar daca totusi o facem atunci va fi nevoie sa luam energia din alta sursa decat cea disponibila in sistem. Se intampla de multe ori sa consumam uneori mai multa energie decat am produs, sau pur si simplu mai multe zile cu ploaie sau zapada , impiedica un sistem fotovoltaic sa produca energia pe care o producea in mod obisnuit. In aceste situatii este binevenita existenta unui generator ( grup electrogen) fie cu benzina, fie diesel. Pentru a putea incarca acumulatorii cu acest grup generator este imperativ ca invertorul sa dispuna de un redresor incorporat.

Calcul consumatori energie electrica  

    In momentul in care am determinat lista consumatorilor va fi nevoie sa investigam care din cele trei surse posibile, poate fi aplicata. Evident ca pentru Romania sursa solara este disponibila peste tot, insa daca locatia se gaseste intr-o vale cu versanti inalti, este foarte posibil sa renuntam la ea. Umbra provocata de versanti sau orice alt obstacol afecteaza dramatic productia solara. De asemenea sursa eoliana poate fi considerata cu succes sursa primara, in locatii cu altitudini mai mari de 1800 m sau zona litorala.  Existenta unui mic rau in apropiere este cel mai important eveniment. Sursa hidro eclipseaza prin productivitate oricare din sursele existente. O turbina hidro poate furniza 24h/24h energia necesare indiferent de anotimp si conditii meteo. 

  Panourile fotovoltaice sunt dispozitivele cele mai simple de instalat. Aici veti intalni o multitudine de variante, care in functie de fabricant vor fi mai ieftine sau mai scumpe. Performata lor e dependenta de fabricant in mod evident. In Spania si Italia foarte multe parcuri fotovoltaice care au fost dezafectate din cauza calitatii panourilor. Sunt foarte multe panouri fotovoltaice fabricate in Asia care au fost demontate din parcuri fotovoltaice din cauza calitatii proaste si care au fost introduse pe piata din Romania ca panouri second hand la preturi foarte mici. In realitate aceste sunt o capcana pentru cel care le cumpara. Pe langa calitatea indoielnica nu de putine ori aceste panouri au si eticheta falsificata, avand inscrisa o putere mult mai mare decat cea reala. 

Atentie la panourile fotovoltaice 

Recomandarea noastra este sa achizitionati intodeauna panouri fotovoltaice de la reprezentanti sau distribuitorii autorizati  si verificati ai producatorului respectiv, pentru a va asigura ca veti obtine si garantia necesara in cazul in care apar probleme. 

  Turbinele eoliene sunt de un real folos in locatii unde vantul este o sursa consistenta de energie. In acest moment putem conta pe aceste turbine in zonele de litoral si zone montane inalte. Exista 2 tipuri de turbine care pot fi luate in considerare. Cele orizontale sunt clasice,dar cele verticale trebuie luate in calcul doar in conditii speciale.

Sistem cu turbina eoliana de 6KW

De callitatea acestora depinde performanta sistemului.

  Turbinele hidro pot fi considerate "zeitele" energiei alternative. Cu aceste turbine putem produce energie electrica in mod continuu indiferent de vreme sau anotimp. De exemplu pentru productia unei turbine hidro cu o putere de 350W, putem calcula o cantitate de energie egala cu 8,4KWh/zi,  ceea ce inseamna 252 KWh/luna. Suficient sa alimentam o casa cu toate facilitatile necesare. 

Video hidrocentrala instalata la Herculane 

   Pentru orice sistem off-grid va fi nevoie de un dispozitiv care sa asigure transferul energiei de la panouri,  turbine eoliene sau hidro spre acumulatori. Aceste dispozitive au fost denumite regulatoare. Panourile fotovoltaice sunt generatoare de curent, pe cand acumulatorii sunt surse de tensiune. Metodologia incarcarii acumulatorilor ne impune un anumit mod de a realiza acest transfer. Procesul de incarcare al acumulatorilor trebuie realizat in 3 trepte. Exista si treapta a patra denumita egalizare, care poate fi aplicata numai acumulatorilor cu electrolit lichid. Din nefericire unii producatori din dorinta de a comercializa cu precadere echipamentele produse, au inventat o metoda de incarcare utilizand in locul unui regulator specializat, doua invertoare . Unul este on-grid si altul off-grid. Din nefericire aceasta metoda este distructiva datorita faptului ca sunt generate in procesul de incarcare, o multime de microcicli pe acumulatori. Nu va recomandam acesta metoda ! 

In dezvoltarea tehnologica au fost create doua modele de regulatoare. Cele in tehnologie PWM au fost primele. Au urmat regulatoarele in tehnologie MPPT care au crescut randamentul de transfer energetic cu aproape 40%. Daca la inceput regulatoarele MPPT au fost create pentru panourile fotovoltaice, tehnologia a evoluat si acum sunt utilizate si in cazul turbinelor hidro. In acest moment sunt utilizate atat regulatoare PWM cat si MPPT pentru aceste turbine aplicand totusi unele restrictii. 

    Aceasta intrebare este cea mai dificila dintre cele de pana acum. Intregul univers al sistemelor cu energie alternativa in configuratie off-grid, se invarte in jurul stocarii energiei. In ultimii ani au aparut o sumedenie de metode insa care nu sunt suficient de mature pentru a fi puse in practica in mod curent. Tehnolgia consacrata este cea care utilizeaz acumulatorii deep-cycle sau altfel spus acumulatori "cu descarcare adanca". 

    Pentru acumulatorii utilizati in aceste sisteme trebuie sa stiti ca durata de viata si numarul de cicli sunt doua variabile care se exclud reciproc. Prima care expira va stopa functionarea acumulatorului. Exista in practica doua tipuri consacrate de acumulatori pe baza de Pb-acid. Acestia sunt fie cu electrolit lichid si necesita intretinere , fie in tehnolgie GEL/AGM care nu necesita aceasta mentenanta. 

    Acumulatorii cu electrolit lichid sunt mult mai rezistenti la "maltratare", sau altfel spus utilizare improprie decat cei cu GEL/AGM, dar acestia necesita intretinere regulata. Alegerea acumulatorilor se va baza pe mult ami multi factori decat pot fi descrisi in spatiul acestui articol. Va recomand sa ne contactati direct pentru a decide impreuna cea mai buna solutie pentru dvs.

   Invertoarele sunt acele dispozitive care transforma energia stocata in acumulatori in curent electric alternativ la 230Vac/50Hz pentru alimentarea consumatorilor conventionali. 

  In practica se intalnesc o multime de variante insa doar cativa producatori sunt recunoscuti pentru performanta si fiabilitatea echipamentelor produse.

Invertoare pentru sisteme off-grid si on-grid