Instalacja fotowoltaiczna z maksymalizacją autokonsumpcji ze sterowaniem grzałką boilera CWU za pomocą PLC Unitronics

Jesteśmy w trakcie ciągłych podwyżek cen prądu. Najpopularniejszym sposobem obniżenia jej kosztów jest system fotowoltaiczny. Niestety od wprowadzenia net-billingu nie można korzystać z sieci, jak z akumulatora (o sprawności 80%). Można sprzedać nadmiar energii za wartość znacznie poniżej tej, za którą sami energię kupujemy. To się nie opłaca. W tej sytuacji rozwiązaniem jest jak największa autokonsumpcja.

            W warunkach domowych najwięcej energii pochłania ogrzanie ciepłej wody użytkowej (CWU). Zastosowanie boilera z grzałką sprawi, że podgrzanie wody może odbywać się w dzień, kiedy jest największa produkcja prądu z fotowoltaiki. Dlatego został stworzony taki system, który maksymalizuje autokonsumpcję poprzez płynne sterowanie grzałką boilera. Dostosowuje jej moc do aktualnej produkcji tak, aby nie pobierać prądu z sieci.

Zasada działania systemu

Sterownik PLC odczytuje (poprzez RS-485/MODBUS RTU) aktualne parametry pracy falownika – napięcia i moce. Na tej podstawie płynnie steruje grzałką boilera. W przypadku włączenia innych obciążeń, zmniejsza moc grzałki, aby nie pobierać prądu z sieci. Jeśli w godzinach wieczornych woda z zasobnika CWU zostanie zużyta (obniży się jej temperatura), grzałka zostanie uruchomiona do osiągnięcia minimalnej, komfortowej temperatury.

Najważniejsza funkcjonalność systemu

• unikanie pobierania energii z sieci;
• unikanie przeciążeń – informuje o przeciążeniach oraz wyłącza grzałkę boilera w takich przypadkach;
• zbiera statystyki z ostatnich dni, miesięcy i lat na temat poboru i zużycia energii;
• informacje o czasie ostatniego braku prądu;
• wyświetlanie aktualnych danych tj. moc z PV, moc z sieci, moc z akumulatora, moc do boilera, napięcia sieci, napięcia PV, temperatury boilera oraz innych, jeśli zainstalowane;
• zadawanie temperatury boilera z PV oraz poza PV – minimalną komfortową;

Zastosowane urządzenia

• panele fotowoltaiczne wraz z konstrukcją
• instalacja elektryczna – przeróbka rozdzielni – cała energia przechodzi przez inwertera
• inwerter (falownik) fotowoltaiczny off-gridowy (wyspowy) GROWATT SPF 5000 ES o mocy ciągłej 5kW 1-fazowy;
• sterownik PLC Unitronics V130 (z ekranem HMI) i osprzęt do kontroli grzałki boilera;
• kompensacja mocy biernej;
• możliwość zainstalowania akumulatorów – magazyn energii;

Zalety instalacji

• wykorzystujemy większość energii, którą produkuje fotowoltaika – duża autokonsumpcja;
• użytkownika nie dotyczy problem zbyt wysokiego napięcia sieci (powyżej 253V jak dla instalacji ON-GRID)
• instalacja off-grid używa sieci do uzupełnienia prądu z paneli fotowoltaicznych: nie eksportuje prądu do sieci, nie podnosi napięcia sieci;
• sterownik PLC można wykorzystać do sterowania innymi urządzeniami w gospodarstwie / firmie (opcjonalnie):
  • włączanie urządzeń;
  • pomiar temperatury i wilgotności – np. przez moduł WIRE-CHIP;
  • sterowanie klimatem obiektów;
  • i innych - sterownik jest swobodnie programowalny;
• możliwość odliczenia ulgi termomodernizacyjnej;
• nie wymaga zgłoszenia do energetyki (tylko pobiera, nie oddaje energii);
• niezależność energetyczna (w przypadku zainstalowanego magazynu)

Możliwości rozwoju stworzonego systemu

• sterowanie klimatyzacją – zwłaszcza przydatne gdy mocno świeci słońce;
• maksymalna ilość połączonych ze sobą falowników (GROWATT SPF 5000 ES):
• można wybrać sterownik z większym, kolorowym ekranem:
  • sterownik V130 ma ekran 2,4” o rozdzielczości 128x64, monochromatyczny
  • największe sterowniki mają ekran kolorowy o przekątnej powyżej 15” i rozdzielczości 1366 x 768;
• dodatkowe czujniki temperatury, nawilżenia gleby, ciśnienia, wagi, położenia pozwalają sterować niemal dowolnymi zadaniami;
• zaprogramowanie / zintegrowanie sterownika z linią produkcyjną w firmie
  • uzależnienie wydajności produkcji od ilości energii słonecznej w celu zminimalizowania kosztów produkcji (np. pelletu, wodoru);
• implementacja oprogramowania SCADA;

Wykonawca 

Firma SolidChip T. Kozłowski z siedzibą w Niedziałka Druga zajmująca się projektowaniem elektroniki, produkcją modułów automatyki przemysłowej oraz zaawansowanej automatyki konsumenckiej.

SolidChip T. Kozłowski
Niedziałka Druga, ul Olszowa 4
www.solidchip.eu
tel. 693 367 323

Galeria zdjęć

Zdjęcia i opis: Tomasz Kozłowski - SolidChip