Domek na działce bez prądu, dom daleko od słupa albo po prostu chęć, żeby awaria sieci nie gasiła światła. W każdej z tych sytuacji szukasz falownika off-grid, czyli urządzenia, które robi z modułów i akumulatora własną, małą sieć. Sam falownik to zwykle najprostsza część zestawu. Działa tyle, na ile pozwolą mu moduły i magazyn, a w polskim grudniu potrafią one dać pięć razy mniej energii niż w czerwcu.
Off-grid działa bez sieci, ale zimą wymaga dużo większej instalacji niż latem
- Zwykły falownik sieciowy przy awarii sieci się wyłącza, nawet w pełnym słońcu.
- W Warszawie 1 kWp daje średnio 0,81 kWh dziennie w grudniu i 4,51 kWh w czerwcu.
- Domek letni zużywający 3 kWh dziennie obsłużą około 2 kWp, dom całoroczny z 5 kWh dziennie potrzebuje ponad 6 kWp.
- Magazyn o pojemności nominalnej 16,13 kWh przy zalecanym rozładowaniu do 80% daje na co dzień około 12,9 kWh.
- Moc falownika dobiera się do rozruchu pomp i silników, a nie do sumy wszystkich odbiorników.
Falownik sieciowy przy awarii sieci się wyłącza
To zaskakuje wiele osób z fotowoltaiką na dachu. Pada prąd w sieci, słońce świeci, a w domu jest ciemno. Falownik sieciowy, np. FoxESS z serii T, musi zgodnie z normą PN-EN 50549-1 odłączyć się od sieci, gdy znika w niej napięcie, żeby nie podać prądu monterom naprawiającym linię. Bez sieci nie ma więc do czego się zsynchronizować i po prostu stoi.
| Typ falownika | Czy działa bez sieci | Akumulator | Do czego |
|---|---|---|---|
| Sieciowy (on-grid) | Nie | Nie obsługuje | Dom podłączony do sieci, rozliczanie nadwyżek z operatorem |
| Off-grid (wyspowy) | Tak, tylko tak pracuje | Wymagany | Domek, budynek gospodarczy, miejsce bez przyłącza |
| Hybrydowy | Tak, przy podłączonym magazynie | Obsługuje | Dom z siecią, który ma działać także w czasie awarii |
Falownik hybrydowy łączy oba światy. Na co dzień pracuje z siecią, a gdy sieć znika, przełącza się na zasilanie z modułów i magazynu. Hybrydy Deye z serii SG05LP3 mogą też pracować całkiem bez przyłącza, czyli jak zwykły off-grid, i przyjąć zasilanie z agregatu. Czysty falownik wyspowy jest prostszy i do małego domku zwykle tańszy, ale do sieci go już nie podłączysz.
Grudzień daje pięć razy mniej energii niż czerwiec
W instalacji podłączonej do sieci zimowy dołek nie boli, bo braki uzupełnia sieć. W off-grid uzupełnić je może tylko większa liczba modułów, większy magazyn albo agregat. Dlatego off-grid projektuje się na najgorszy miesiąc, w którym z instalacji korzystasz, a nie na średnią z roku.
Według kalkulatora PVGIS Komisji Europejskiej 1 kWp modułów w Warszawie, skierowany na południe pod kątem 35°, daje średnio dziennie tyle energii:
| Miesiąc | Energia z 1 kWp na dobę |
|---|---|
| Czerwiec | 4,51 kWh |
| Wrzesień | 3,46 kWh |
| Październik | 2,30 kWh |
| Listopad | 1,11 kWh |
| Grudzień | 0,81 kWh |
| Styczeń | 1,07 kWh |
Ustawienie modułów stromiej pomaga zimą. Przy kącie 60° grudzień daje 0,96 kWh z 1 kWp, czyli o 18% więcej, a w ciągu roku traci się niewiele. Przy instalacji off-grid na gruncie, gdzie kąt da się ustawić dowolnie, uważamy to za najtańszy sposób na zimowy niedobór. To jednak średnie z wielu lat. Tydzień pochmurnej pogody w grudniu potrafi dać ułamek tych wartości.
Domek letni to około 2 kWp, dom całoroczny ponad 6 kWp
Różnicę najlepiej widać na dwóch przykładach z tymi samymi założeniami (Warszawa, kąt 35°, średnie z PVGIS, bez strat magazynu).
| Domek letni (maj–wrzesień) | Dom całoroczny | |
|---|---|---|
| Zużycie na dobę | 3 kWh | 5 kWh |
| Najgorszy miesiąc | Wrzesień, 3,46 kWh z 1 kWp | Grudzień, 0,81 kWh z 1 kWp |
| Potrzebna moc modułów | 0,9 kWp, z zapasem na pochmurne dni około 2 kWp | 6,2 kWp, w praktyce 13 modułów po 500 W |
| Magazyn | Na jedną noc, około 5 kWh | Na 2 doby z zapasem, około 13 kWh |
| Nadwyżka w czerwcu | Niewielka | Około 29 kWh dziennie, których nie ma gdzie oddać |
Dom całoroczny wymaga więc ponad trzy razy większej instalacji, z której latem większość energii się marnuje. Sam sprzęt do niego z naszego cennika, czyli 13 modułów, falownik hybrydowy Deye 6 kW i magazyn 16,13 kWh, to 16 770 zł netto, bez konstrukcji, przewodów i zabezpieczeń. Dlatego w domu całorocznym polecamy off-grid z agregatem na zimowe tygodnie zamiast dokładania modułów, które w czerwcu nie mają po co pracować.
Magazyn 16,13 kWh to na co dzień 12,9 kWh
Na tabliczce magazynu stoi jedna liczba, w karcie produktu trzy. Sun Deposit 16,13 kWh ma 16,13 kWh energii nominalnej, 15 kWh energii użytkowej przy rozładowaniu do 93% i zalecaną głębokość rozładowania 80%. Producent podaje trwałość co najmniej 8000 cykli właśnie przy 80%, więc do codziennej pracy przyjmujemy około 12,9 kWh.
W off-grid ta różnica jest odczuwalna, bo magazyn pracuje każdego dnia, a nie tylko podczas awarii. Rozładowywanie go do końca codziennie skraca jego życie. Jeśli z wyliczenia wychodzi, że magazyn musi oddawać więcej niż 80% pojemności, lepiej dobrać większy albo dołożyć moduł. Niskonapięciowe magazyny energii 51,2 V z ogniwami LiFePO₄ można zwykle łączyć równolegle, więc rozbudowa nie wymaga wymiany całego zestawu.
Moc falownika dobiera się do rozruchu, a nie do sumy odbiorników
Lodówka pobiera w pracy około 100 W, ale przy starcie sprężarki chwilowo kilka razy więcej. Podobnie pompa głębinowa czy hydrofor. Falownik off-grid nie ma za plecami sieci, która przyjmie ten skok, więc musi go udźwignąć sam. Hybrydy Deye SG05LP3 oddają w pracy wyspowej dwukrotność mocy znamionowej przez 10 sekund, co zwykle wystarcza na rozruch pompy.
Przy falowniku trójfazowym jest jeszcze druga pułapka. W modelach Deye SG05LP3 pojedyncza faza oddaje najwyżej 50% mocy znamionowej, więc 8 kW to 4 kW na jednej fazie. Czajnik, płyta indukcyjna i pompa na tej samej fazie mogą ją przeciążyć, nawet gdy suma mocy jest daleko od 8 kW. Przy większych domach polecamy falowniki hybrydowe o mocy z zapasem i rozłożenie dużych odbiorników na fazy już przy projekcie instalacji elektrycznej.
Do małego domku z przyłączem jednofazowym lepiej pasuje jednofazowy falownik off-grid o mocy 3–6 kW. Przy takiej mocy częściej spotyka się akumulatory 48 V niż 24 V, bo przy wyższym napięciu płynie mniejszy prąd i wystarczą cieńsze przewody.
Bez przyłącza nie ma zgłoszenia do operatora, ale reszta formalności zostaje
Instalacja, która w ogóle nie jest połączona z siecią, nie jest mikroinstalacją przyłączoną do sieci operatora, więc nie zgłasza się jej do zakładu energetycznego. Wystarczy jednak, że falownik może pracować równolegle z siecią, jak każda hybryda podłączona do przyłącza, i zgłoszenie do operatora jest już potrzebne. Obowiązuje też próg ochrony przeciwpożarowej. Przy instalacji powyżej 6,5 kW projekt trzeba uzgodnić z rzeczoznawcą do spraw zabezpieczeń przeciwpożarowych, niezależnie od tego, czy jest podłączona do sieci.
W off-grid cały system to Twoja własna sieć, z własnymi zabezpieczeniami, uziemieniem i ochroną przed przepięciami. Nie ma za nim operatora, który odetnie zasilanie przy zwarciu. Dlatego w off-grid zabezpieczenia projektuje się z większą starannością niż w zwykłej instalacji sieciowej.
Tekst ma charakter informacyjny. Dobór falownika, magazynu i zabezpieczeń do konkretnych odbiorników powinien przygotować elektryk z uprawnieniami. O tym, czy Twoja instalacja wymaga zgłoszenia, rozstrzyga operator sieci dystrybucyjnej, a przy mocy powyżej 6,5 kW uzgodnienie z rzeczoznawcą do spraw zabezpieczeń przeciwpożarowych.