Nem hibrid inverterek hibridesítése (II. rész)
Ne dobja ki meglévő inverterét – van más út is.
Growatt, Fronius, Huawei, FoxESS – ezek az inverterek az elmúlt években szinte mindenhol megjelentek a magyar háztetőkön. Sokan ma úgy érzik, hogy ezek a rendszerek elavulttá váltak, pedig a valóság ennél jóval árnyaltabb. Cikkünkben összeszedtük a Magyarországon korábban leggyakrabban telepített invertereket, és sorra vesszük, milyen műszaki megoldásokkal tarthatók meg, illetve hogyan bővíthetők energiatárolással.
Sokan szembesültek már azzal a ténnyel, hogy napelemes rendszerük ugyan egyenáramot termel, mégsem lehet közvetlenül az akkumulátorok töltésére felhasználni a napelemek által megtermelt energiát.
Akik egy kicsit mélyebben is utánajártak a kérdésnek, hamar rájöhettek, hogy ennek legfőbb oka maga az inverter. Nagyon sok rendszer még szaldós elszámolás idején került telepítésre, amikor a napelemeket a háztartási hálózattal úgynevezett hálózati (string) invertereken keresztül kapcsolták össze.
Hogyan működnek a hálózati inverterek?
Ezek az inverterek viszonylag egyszerű felépítésű eszközök, korlátozott energiamenedzsment-funkciókkal. A napelemeket folyamatosan változó intenzitású és beesési szögű napsugárzás éri, az inverter pedig ennek megfelelően alakítja át és továbbítja az energiát a váltakozó áramú hálózati oldal felé.
A megtermelt villamos energia először a helyi fogyasztókhoz jut el, majd az azonnal fel nem használt rész betáplálásra kerül az utcai hálózatba. A probléma ott kezdődik, hogy a termelési görbe ritkán esik egybe a fogyasztási görbével. Nappal, amikor a napelemek a legnagyobb teljesítményt adják le, sok háztartásban senki sincs otthon: a lakók dolgoznak, iskolában vannak. Ennek következtében a megtermelt energia jelentős része gyakorlatilag „kikerül” az utcai hálózatra.
Ez a helyzet sem a felhasználónak, sem a hálózat üzemeltetőjének nem kedvező. A régi transzformátorállomások nem erre a megnövekedett visszatáplálási teljesítményre lettek méretezve, aminek következményeként a helyi hálózaton akár 250 V feletti feszültség is megjelenhet a névleges 230 V helyett. Ez egyrészt káros lehet a háztartási készülékekre, másrészt az inverterek +10% feszültség felett kötelezően leszabályoznak. Innentől kezdve a napelemek nem termelnek – maradnak pusztán esztétikai tetődísznek.
A klasszikus hálózati inverterek kora leáldozóban
Ma már kijelenthető, hogy a hagyományos hálózati inverterek korszaka lassan a végéhez közeledik. Az is nyilvánvalóvá vált, hogy a szaldós elszámolás nem tart örökké, és az inverterek egyszerű, egyirányú működése, valamint az a tény, hogy ezekhez az eszközökhöz nem csatlakoztatható akkumulátor, komoly elégedetlenséget szült.
Sokan önerőből vágtak bele a napelemes beruházásba, hiszen vonzó volt a szaldós elszámolás, a tiszta, napenergiából származó zöld áram ígérete, valamint az a tudat, hogy hosszú távon ugyan, de a rendszer megtérül. Nem meglepő módon sokaknál verte ki a biztosítékot, amikor kiderült, hogy a szaldós elszámolást a telepítéstől számított 10 évre korlátozzák.
A piac válasza: energiatárolás és új megoldások
A piac azonban reagált ezekre a változásokra. A napelemek ára az elmúlt években akár a harmadára csökkent, így a rendszerek bővítése ma már jóval költséghatékonyabb. Az energiatárolók technológiája szintén sokat fejlődött, és a piacon megjelent számos gyártó miatt az akkumulátorok ára is lényegesen versenyképesebb lett.
Eközben az elektromos autók egyre nagyobb számban jelennek meg, és a klímaberendezések használata is folyamatosan növekszik. Mindez azt eredményezi, hogy a napelemes rendszerek által megtermelt energia helyben történő felhasználása arányaiban nő, ami javítja a beruházás megtérülését. A zöld átállást ösztönző állami és uniós támogatások pedig évről évre újra felbukkannak a piacon.
Miért van szükség energiatárolóra?
Ahhoz, hogy a napenergia valóban hatékonyan kihasználható legyen, elengedhetetlen az energiatárolás. Akkumulátorok nélkül a megtermelt energia csak abban a pillanatban használható fel, amikor éppen termelés is van. Egy megfelelően méretezett energiatároló lehetővé teszi, hogy a nappal megtermelt többletenergiát este vagy éjszaka használjuk fel. Ez nemcsak a hálózati betáplálás mértékét csökkenti, hanem növeli az önfogyasztást és a rendszer függetlenségét is. Hosszú távon ez jelenti az egyik kulcsot a gazdaságos és fenntartható napelemes üzemeltetéshez.
Milyen lehetőségeink vannak?
Nem is kertelünk tovább: nézzük meg sorban, mely inverterek képesek akkumulátor kezelésére, melyek nem, és ezeknél milyen megoldások jöhetnek szóba:
Fronius Primo (3.0-8.2 M) és Symo (3-8.2 M és 10.0-20.0 M) és ECO modellek (SnapINverter család)
A Fronius Symo esetén volt gyártásban egy Hybrid modell is (Symo Hybrid 3.0-3-S, 4.0-3-S, 5.0-3-S), ezeket könnyű felismerni, mivel piros a fémház alja. Ha Önnél nem piros, akkor a modell nem hibrid és így akkumulátor sem csatlakoztatható. Ezekhez az akkumulátor csatlakoztatásához szükség van egy úgynevezett Fronius Checkbox 500V egységre is, ha modernebb (pl. BYD HVM) akkut szeretne rátenni a tulajdonos.
Fronius modellek hibridesítése
Fronius Symo, Primo, EcoMegoldások Fronius esetén:
- Victron AC csatolás / Fronius által kommunikált megoldás: A Fronius és a Victron kombinálható, és külföldön egy elég gyakori megoldás. Ilyenkor a Fronius invertert a Victron (Quattro vagy MultiPlus ) AC OUT kimenetére kötik rá. Ha az akkumulátorok megtelnek, akkor a Victron inverter megemeli a hálózati frekvenciát, amire a Fronius inverter automatikusan csökkenti a termelését. Előny, hogy bármilyen Victron-nal kompatibilis akkumulátor használható hozzá. A Victron-nál azonban tudni kell, hogy árban nem a belépő szint kategória és a telepítése megfelelő szakértelmet kíván.
- Fronius GEN24 Plus / Fronius által kommunikált megoldás: A másik, a Fronius által javasolt megoldás, hogy a meglévő rendszert összekötjük a Fronius GEN24 Plus (hibrid) modelljével. A GEN24 Plus modellek általában BYD és a nemrégiben a piacon is megjelent Fronius Reserva saját márkás energiatárolójóval is összeköthetőek. Azonban figyelemmel kell lenni arra, hogy a Primo egyfázisú modellei a magasabb modulszámokat nem fogják kezelni, mivel a bemeneti feszültségtartományuk alacsonyabb.
- Deye AC csatolás / Felhasználók által már kipróbált eljárás: Ezen kívül létezik még a Fronius-Deye AC csatolt megoldás is, amikor is a Fronius „microinverter” üzemmódban csatlakozik a Deye-hez (A Fronius inverter ebben az esetben nem a ház betápálásái pontjára csatlakozik, hanem a Deye-hez és a Deye fogja átvenni a Fronius szerepét. A napelemek továbbra is maradhatnak a Froniuson bekötve.
- PV Breeze / Még a piacon új, de működő megoldás: Háromfázisú Symo modellnél egy olcsóbb opció pedig a PV Breeze által kínát megoldás: az akkumulátor „becsapja” az invertert egy emulált napelemes jellel ezáltal azt fogja hinni, hogy a napelemről érkezik az egyenfeszültség. Ilyenkor nem kell plusz invertert venni. A telepítése gyors, nem kell bontani a meglévő rendszert. Azonban kompromisszumos is, mivel a szigetüzem (backup) funkció elvész. Ez a retrofit megoldás maximum 2kW kisütési teljesítményt tud nyújtani.
Fronius Akkumulátoros Bővítési Lehetőségek
*Áramszünet esetén a napelemes töltéshez az on-grid inverteren MG50 beállítás szükséges.
**A GEN24 Full Backup funkcióhoz külső leválasztó kapcsoló (SZR) beépítése szükséges.
**A GEN24 Full Backup funkcióhoz külső leválasztó kapcsoló (SZR) beépítése szükséges.
HUAWEI SUN2000-3/4/5/6/8/10KTL-M1 (korábban: M0)
A SUN2000 M1 széria lényegében az M0 továbbfejlesztett, modernebb változata. Mindkettő Battery-ready, azaz akkumulátor csatlakoztatható hozzá. Az M1 széria már HC, azaz magasabb bemeneti feszültséggel rendelkezik elődéhez képest.
Huawei modellek és a hibrid megoldások
Huawei SUN2000 (M0, M1)Megoldások Huawei esetén:
- Gyári megoldás: Huawei LUNA2000: A Huawei csakis a saját akkumulátorát tudja használni, mely a LUNA2000 energiatárolója. Az inverter közvetlenül képes kezelni a saját akkumulátorát. Amit fontos tudni, hogy az M0 és M1 inverterek nem voltak aszimmetrikus működésűek, de azóta kijött a MAP0, mely már képes a fázis aszimmetrikus működésre.
- Deye AC csatolás (A "Microinverter" mód): A Huawei és a Deye szintén párosítható és ez egy kipróbált, bevállt eljárás. mi már készítettünk ilyen üzemmódban hibridesített rendszert és a tapasztalatok meglepően jók voltak. A konfiguráció gyorsan felállt. Itt is microinverter üzemmódban érdemes csatolni a meglévő inverterhez és itt is a Deye lesz a "karmester". Az energiamenedzsmentet ezt követően a Deye végzi el, mely aszimmetrikusan és pontosan teszi meg. Amekkora energia kell az adott fogyasztónak, annyit is továbbít.
- Victron AC csatolás: Ugyanaz igaz mint az Fronius esetében. Azt tudni érdemes, hogy a Victron helyigényes, mivel három egyfázisú inverterből áll fel a rendszer.
- PV Breeze / Még a piacon új, de működő megoldás: Ugyanaz igaz, mint a Froniusnál, nem kell beruházni plusz inverterre: a PV Breeze által kínát megoldás: az akkumulátor „becsapja” az invertert egy emulált napelemes jellel ezáltal azt fogja hinni, hogy a napelemről érkezik az egyenfeszültség.
Huawei Akkumulátoros Bővítési Lehetőségek
A fenti felsorolás természetesen nem teljeskörű. Mi azt írtuk le, amiket eddig megismerünk. Természetesen létezik még megannyi AC csatolt megoldás hiszen egyre több és több gyártó jön ki új ötletekkel. Tudomásunk szerint például a Solax, FoxESS, Sofar, Hoymiles termékeivel is lehetséges az AC csatolt megoldás, sőt a Solax már régebb óta előállt a retrofit ötlettel.
Konklúzió
Az elmúlt évek változásai világossá tették, hogy a hagyományos hálózati inverterekre épülő napelemes rendszerek egyre kevésbé tudnak megfelelni a mai elvárásoknak. A szaldós elszámolás visszaszorulása, a hálózat terhelhetőségének korlátai és a megváltozott fogyasztási szokások mind azt erősítik, hogy a megtermelt energia helyben történő felhasználása válik kulcskérdéssé.
Akkumulátor nélkül a napelemek által termelt energia jelentős része továbbra is akkor keletkezik, amikor arra a legkevésbé van szükség, miközben az esti és éjszakai fogyasztás a hálózatra hárul. Az energiatárolás és a hibrid megoldások lehetőséget adnak arra, hogy ez az egyensúly javuljon, növelve az önfogyasztást és csökkentve a hálózati kitettséget.
Fontos azonban hangsúlyozni, hogy nincs minden helyzetre egyetlen, univerzális megoldás. A meglévő inverter típusa, a rendszer mérete és a felhasználói igények együttesen határozzák meg, hogy egy rendszer milyen mértékben és milyen módon alakítható át. A következő részben ezért az egyes invertertípusok és bővítési lehetőségek kerülnek részletes bemutatásra.