Μεγάλα αυτόνομα φωτοβολταικα με AC Coupling
Η εικόνα ενός τροχόσπιτου που ηλεκτροδοτείται από ένα μικρό αυτόνομο φωτοβολταϊκό σύστημα είναι ίσως η πρώτη σκέψη των περισσότερων επί του θέματος. Η πραγματικότητα είναι ότι η σύγχρονη τεχνολογία των φωτοβολταϊκών και οι χαμηλές πλέον τιμές των επιμέρους υλικών επιτρέπουν την ενεργειακή αυτονόμηση κτιρίων με πολύ μεγαλύτερες καταναλώσεις από ένα τροχόσπιτο. Μία απομακρυσμένη από το δίκτυο εξοχική ή μόνιμη κατοικία μέχρι μία επιχείρηση ή ένα ξενοδοχείο με μεγάλη κατανάλωση ή/και τριφασική παροχή ρεύματος μπορούν να αποκτήσουν αυτονομία ρεύματος με ένα αυτόνομο φωτοβολταϊκό σύστημα. Στην Αφρική όπου δεν υπάρχει δίκτυο ολόκληρα χωριά ηλεκτροδοτούνται μ’ αυτό τον τρόπο.
Υπάρχουν δύο τοπολογίες διασύνδεσης στα αυτόνομα φωτοβολταϊκά συστήματα: η DC διασύνδεση (DC-coupling) και η AC διασύνδεση (AC-coupling).
Κατά το σχήμα της DC διασύνδεσης η διασύνδεση των φωτοβολταϊκών πλαισίων, του ρυθμιστή φόρτισης, των συσσωρευτών και του αντιστροφέα πραγματοποιείται στη συνεχή τάση. Η ενέργεια των πάνελ μέσω του ρυθμιστή περνάει στους συσσωρευτές και από εκεί στον αντιστροφέα. Κοινός κόμβος αναφοράς της συνδεσμολογίας είναι οι συσσωρευτές όπου συνδέονται φορτία και πηγές. Η τεχνική της DC διασύνδεσης χρησιμοποιείται συνήθως σε μικρότερα συστήματα ισχύος μέχρι 8-10 kWp. Υπάρχει φυσικά η δυνατότητα τροφοδότησης τριφασικού φορτίου με χρήση 3 μονοφασικών αντιστροφέων σε κατάλληλη ηλεκτρική και τηλεπικοινωνιακή συνδεσμολογία μεταξύ τους.
Στην τεχνική της AC διασύνδεσης δεν υπάρχει η καταπόνηση και η γήρανση των συσσωρευτών που έχουμε στην DC διασύνδεση όπου η ενέργεια διοχετεύεται απ’ τα πάνελ στο φορτίο μέσω των συσσωρευτών με συνεχή πραγματοποίηση του κύκλου ηλεκτρικής-χημικής-ηλεκτρικής μετατροπής. Τα πάνελ συνδέονται σε αντιστροφέα (έναν ή περισσότερους) συνδεδεμένο με το φορτίο το οποίο μ’ αυτό τον τρόπο τροφοδοτείται απευθείας όταν υπάρχει ηλιοφάνεια. Ο αντιστροφέας είναι ταυτόχρονα συνδεδεμένος στην εναλλασσόμενη τάση με ενδιάμεσους αντιστροφείς/ρυθμιστές φόρτισης όπου συνδέονται οι συσσωρευτές και φορτίζονται. Τις νυχτερινές ώρες ή όταν έχουμε συννεφιά η ενέργεια λαμβάνεται πίσω απ’ τους συσσωρευτές με αντίστροφη ροή καθώς οι ενδιάμεσοι αντιστροφείς/ρυθμιστές φόρτισης είναι επίσης συνδεδεμένοι με το φορτίο. Το αντιστάθμισμα είναι η μεγαλύτερη πολυπλοκότητα του συστήματος και το αυξημένο κόστος σε σχέση με την DC σύνδεση. Χρησιμοποιείται σε μεγαλύτερα συστήματα που τροφοδοτούν μεγαλύτερες καταναλώσεις με τριφασική παροχή. Ακολουθούν δύο πραγματικά παραδείγματα.
- · Πολυτελής εξοχική κατοικία στη Νάξο
Στην περίπτωση μίας πολυτελούς εξοχικής κατοικίας στην Νάξο με θερινή κυρίως χρήση το κόστος διασύνδεσης με το Δημόσιο Δίκτυο ήταν τεράστιο λόγω μεγάλης απόστασης και απαίτησης εγκατάστασης μετασχηματιστή μέσης τάσης σε χαμηλή. Το αυτόνομο φωτοβολταϊκό σύστημα που εγκατέστησε η MP-Energy μπορεί να παράξει σε μία ηλιόλουστη ημέρα από 20-30 kWh το χειμώνα μέχρι 60-70 kWh το καλοκαίρι. Η ικανότητα αποθήκευσης είναι περίπου 120 kWh από τις οποίες οι μισές είναι διαθέσιμες για 50% βάθος εκφόρτισης. Τέλος η ισχύς ταυτόχρονης λειτουργίας είναι περίπου 18.000 W (περίπου 3x6 kW).
- · Ξενοδοχειακή μονάδα στη Μύκονο
Στη συνέχεια εξετάζεται η περίπτωση ξενοδοχειακής μονάδας στη Μύκονο η οποία επεκτάθηκε κατά 20 δωμάτια, τα οποία τροφοδοτεί το εγκατεστημένο αυτόνομο φωτοβολταϊκό σύστημα με υποβοήθηση από τη ΔΕΗ. Το σύστημα έδωσε τη δυνατότητα διακοπής της σύνδεσης με τη ΔΕΗ καθόλη τη διάρκεια του χειμώνα που τα φορτία είναι μικρότερα, μειώνοντας δραματικά τα λειτουργικά κόστη της επιχείρησης. Το σύστημα παράγει μία ηλιόλουστη μέρα από 50-60 kWh το χειμώνα μέχρι 120-140 kWh το καλοκαίρι. Η ικανότητα αποθήκευσης είναι περίπου 250 kWh από τις οποίες οι μισές είναι διαθέσιμες για 50% βάθος εκφόρτισης. Τέλος η ισχύς ταυτόχρονης λειτουργίας είναι περίπου 35.000 W (περίπου 3x12 kW).
Δείτε τιμές για αυτόνομα φωτοβολταικα.
