Działanie domowej instalacji fotowoltaicznej jest bardzo proste – panele zamieniają energię słoneczną w prąd stały, a inwerter przemienia prąd stały na zmienny. Wyprodukowane nadwyżki prądu są magazynowane w sieci dostawcy energetycznego, do której dom jest podłączony. Problem pojawia się w przypadku awarii, która całkowicie odcina obiekt mieszkalny od energii elektrycznej. Rozwiązaniem może być fotowoltaika bez podłączenia do sieci. Jak działa instalacja off-grid?
Czym jest instalacja fotowoltaiczna off-grid?
Instalacja fotowoltaiczna off-grid to klasyczna instalacja dodatkowo wyposażona w magazyny energii. Rolą magazynów energii jest magazynowanie pozyskanej energii, która nie została zużyta na bieżąco. Energię można wykorzystać w dowolnym momencie. Innymi słowy, instalacja nie jest podłączona do sieci, a w związku z tym nie oddaje nadwyżek energii do dostawcy, tylko przechowuje je w specjalnym magazynie, nazywanym akumulatorem.
Fotowoltaika bez podłączenia do sieci to niezależna i samowystarczalna elektrownia domowa. Czy warto zainwestować w takie rozwiązanie?
Jak działa fotowoltaika bez podłączenia do sieci?
W systemach on-grid, czyli tych połączonych do sieci energetycznej, montowane są specjalne zabezpieczenia przeciwporażeniowe. Ich celem jest ochrona pracowników energetycznych, którzy w momencie awarii prowadzą prace naprawcze. Dla prosumentów oznacza to całkowite odcięcie od sieci zasilania.
Problemu można uniknąć. Alternatywą dla klasycznej instalacji on-grid jest właśnie fotowoltaika bez podłączenia do sieci (off-grid), która umożliwia magazynowanie nadwyżki prądu w prywatnych akumulatorach (magazynach energii). Magazynowaną energię można wykorzystać w dowolnym momencie, niezależnie od warunków pogodowych, awarii i innych problemów.
Instalacja off-grid tworzy zamknięty układ działający wyłącznie w obrębie jednej posiadłości, co daje pełną niezależność energetyczną. Fotowoltaika bez podłączenia do sieci jest w stanie pokryć 100% zapotrzebowania na prąd. Jest to możliwe dzięki odpowiednio dobranym elementom systemu, takim jak panele fotowoltaiczne (panele PV), magazyny energii oraz inwerter autonomiczny, który przekształca prąd stały wytwarzany przez panele na prąd zmienny wykorzystywany w gospodarstwie domowym.
Podstawowe elementy i zasada działania instalacji off-grid
Instalacja fotowoltaiczna off-grid składa się z kilku kluczowych elementów. Najważniejsze z nich to:
- Panele fotowoltaiczne (panele PV) – przekształcają energię słoneczną w prąd stały.
- Inwerter autonomiczny (off-grid inverter) – konwertuje prąd stały na prąd zmienny, który może zasilać urządzenia w gospodarstwie domowym.
- Magazyny energii (akumulatory) – przechowują nadwyżkę energii elektrycznej, umożliwiając jej wykorzystanie w późniejszym czasie, np. w nocy lub podczas niesprzyjających warunków pogodowych.
- System zarządzania energią (EMS – Energy Management System) – kontroluje przepływ energii między panelami, magazynami energii i gospodarstwem domowym, monitorując stan automatyki odpowiedzialnej za zarządzanie energią.
Te elementy współpracują, aby zapewnić pełną niezależność energetyczną. Instalacja off-grid działa jako samodzielna elektrownia, która nie jest zależna od publicznej sieci elektroenergetycznej, co pozwala na uniknięcie problemów związanych z przerwami w dostawie prądu oraz zmiennymi cenami energii elektrycznej.
Zalety fotowoltaiki off-grid
W systemie off-grid cały prąd pozyskany z energii słonecznej wykorzystywany jest w obrębie jednego domu. Właściciel posiadłości całkowicie uniezależnia się od firm zewnętrznych, które dystrybuują energię elektryczną w sieci. Nie podlega zmianom cen prądu. Płaci raz, a przez kolejne lata generuje oszczędności.
Fotowoltaika off-grid to także uniezależnienie od awarii sieci i spowodowanych tym wstrzymań w dostawach prądu. Jednak, aby instalacja działała sprawnie i efektywnie, musi zostać zaprojektowana w staranny i przemyślany sposób. Moc paneli powinna być przynajmniej równa rzeczywistemu zapotrzebowaniu gospodarstwa domowego na energię elektryczną.
Jakie są wady instalacji off-grid?
Instalacja off-grid musi w pełni zaspokajać potrzeby energetyczne domu. Przy źle zaprojektowanej instalacji może być to problematyczne w okresie zimowym, kiedy zapotrzebowanie na energię jest wyższe, a jej produkcja znacznie się obniża ze względu na niesprzyjające warunki atmosferyczne. Konieczność starannego zaplanowania instalacji wiąże się z wysokim kosztem – nawet 50% wyższym niż w przypadku systemu on-grid. Przez to okres zwrotu z inwestycji się wydłuża.
Instalacje off-grid to także obowiązek cyklicznej wymiary akumulatorów. Nawet najlepsze magazyny energii po pewnym czasie ulegają zużyciu. To niestety naraża inwestora na dodatkowe koszty.
Sprawdź również:
Rodzaje magazynów energii i ich znaczenie w systemach off-grid
Magazyny energii są kluczową częścią instalacji off-grid. Istnieje kilka typów magazynów energii, które różnią się efektywnością, trwałością i kosztami:
- Akumulatory kwasowo-ołowiowe – stosunkowo tanie, ale mają krótszą żywotność i niższą pojemność magazynowania energii.
- Akumulatory litowo-jonowe – droższe, ale oferują dłuższą żywotność, większą pojemność i lepszą efektywność energetyczną.
- Akumulatory sodowo-siarczane i inne nowoczesne technologie – oferują unikalne korzyści, takie jak odporność na ekstremalne temperatury i długą żywotność.
Wybór odpowiedniego magazynu energii zależy od specyficznych potrzeb użytkownika, takich jak zapotrzebowanie na energię, budżet oraz preferencje dotyczące trwałości i efektywności systemu.
Optymalizacja instalacji off-grid – jak uniknąć marnotrawienia energii?
Aby instalacja fotowoltaiczna off-grid działała optymalnie, ważne jest, aby unikać marnotrawienia energii. Oto kilka kluczowych strategii:
- Monitorowanie zużycia energii – regularne monitorowanie zużycia energii i stanu automatyki odpowiedzialnej za zarządzanie energią pozwala na identyfikację i eliminację marnotrawienia energii.
- Zarządzanie obciążeniami – rozważne zarządzanie sumaryczną mocą urządzeń elektrycznych w gospodarstwie domowym, aby zminimalizować zużycie energii w godzinach szczytu.
- Audyt energetyczny – regularne przeprowadzanie audytów energetycznych pozwala na identyfikację potencjalnych oszczędności i optymalizację wykorzystania energii.
Dzięki tym strategiom można nie tylko uniknąć marnotrawienia energii, ale także zwiększyć efektywność całego systemu off-grid.
Kiedy warto wybrać system off-grid?
Mimo minusów, jakie wiążą się z montażem fotowoltaiki off-grid, w niektórych przypadkach warto rozważyć to rozwiązanie. Instalacja off-grid sprawdza się tam, gdzie:
- nie ma dostępu do sieci lub jest on utrudniony,
- występują liczne awarie, które odcinają domostwo od sieci,
- system fotowoltaiczny jest wykorzystywany sezonowo.
Fotowoltaika bez podłączenia do sieci – gdzie się sprawdza?
Fotowoltaika bez podłączenia do sieci to doskonałe rozwiązanie tam, gdzie:
- system fotowoltaiczny jest mniejszy niż 3 metry lub 50 kW,
- z różnych przyczyn niemożliwe jest podłączenie do sieci,
- występują liczne awarie, które całkowicie odcinają domostwo od sieci.
Zastosowanie fotowoltaiki off-grid w różnych sytuacjach
Instalacje off-grid znajdują zastosowanie w wielu różnych sytuacjach. Idealnie sprawdzą się m.in. w:
- Domkach letniskowych, w których dostęp do publicznej sieci energetycznej jest utrudniony lub kosztowny.
- Zasilaniu sygnalizacji świetlnej – w miejscach oddalonych od sieci elektrycznej, takich jak wiejskie drogi czy obszary przygraniczne.
- Miejscach o częstych awariach sieci, gdzie niezawodność zasilania jest kluczowa, na przykład w instalacjach wojskowych lub strategicznych.
W każdym z tych przypadków instalacja off-grid zapewnia pełną niezależność energetyczną, uniezależniając użytkowników od nagłych skoków napięcia i przerw w dostawie prądu.
Czym jest instalacja hybrydowa?
Istnieje również pośrednie rozwiązanie między fotowoltaiką bez podłączenia do sieci a klasyczną instalacją, będącą częścią sieci energetycznej. Mowa o instalacji hybrydowej. System jest podłączony do sieci i jednocześnie posiada magazyny energii, z których można korzystać w czasie awarii i spowodowanych nimi przerw w dostawach prądu.
System hybrydowy umożliwia wykorzystywanie całej energii wyprodukowanej przez domową instalację fotowoltaiczną, generuje niższe koszty i chroni odbiorcę prądu przed stratami. Podłączenie do sieci jest swoistym zabezpieczeniem, pozwalającym pokryć ewentualne braki energii w domostwie. Instalacja hybrydowa to elastyczne rozwiązanie. Prosument ma stały dostęp do energii bez względu na niezależne od niego czynniki. Co więcej, systemy hybrydowe oferują możliwość dalszej rozbudowy i integracji z przyszłymi technologiami magazynowania energii, co sprawia, że są one rozwiązaniem przyszłościowym i wszechstronnym.
Fotowoltaika off-grid a przepisy prawne
Warto też dodać, że fotowoltaika off-grid, jako że nie jest połączona z siecią, w świetle polskiego prawa ma mniej rygorystyczne regulacje niż systemy on-grid. Chociaż mniej obciążone formalnościami, takie instalacje nadal oczywiście muszą jednak spełniać podstawowe wymogi techniczne i prawne. Kluczowe kwestie to:
- Brak obowiązku zgłoszenia – nie trzeba zgłaszać instalacji do operatora sieci, ponieważ nie oddaje energii do sieci.
- Kwestie budowlane – może być wymagana zgoda na budowę, jeśli instalacja przekracza 50 kW lub jest specyficznie zamontowana (np. na dachu).
- Normy techniczne – instalacja musi spełniać wymagania dotyczące bezpieczeństwa i norm elektrycznych.
- Dofinansowania i ulgi – niektóre programy wsparcia mogą dotyczyć również instalacji off-grid, ale należy sprawdzić ich szczegółowe warunki.
- Bezpieczeństwo magazynowania energii – magazyny energii muszą być zgodne z przepisami bezpieczeństwa, w tym przeciwpożarowymi.
Czy warto wybrać system off-gridowy?
Cóż, to zależy. Dla osób w regionach o stabilnym dostępie do sieci, system on-grid z możliwością sprzedaży nadwyżek energii i opustów z pewnością bardziej opłacalny i mniej wymagający. To niezmiennie najbardziej opłacalne rozwiązanie dla gospodarstw domowych, firm czy rolników, którzy chcą zmniejszyć koszty energii, bez ponoszenia dodatkowych kosztów związanych z bateriami i magazynowaniem energii.
Instalacja off-grid opłaci się przede wszystkim osobom mieszkającym w miejscach, gdzie brak jest dostępu do sieci energetycznej, np. na odległych terenach wiejskich czy w domkach letniskowych. Również osoby, które chcą całkowitej niezależności od dostawców prądu, mogą skorzystać z takiej instalacji, zwłaszcza w regionach o niestabilnych dostawach energii. System ten jest atrakcyjny dla osób o specyficznych potrzebach energetycznych, które mogą pozwolić sobie na wyższe koszty początkowe oraz inwestycję w magazynowanie energii, aby zapewnić sobie niezawodność zasilania.
Przemyśl swoje potrzeby, przed podjęciem decyzji. Jeśli masz wątpliwości, czy lepsza będzie dla Ciebie isntalacja on-grid czy off-grid, skontaktuj się z ekspertami z KOBO Energy.
