Fotowoltaika, a brak prądu w sieci – co warto wiedzieć?

Pozyskiwanie energii ze słońca przy pomocy instalacji fotowoltaicznej pozwala na zaoszczędzenie znacznej sumy pieniędzy, pomimo faktu, że na początku jest to dość kosztowna inwestycja. Energia słoneczna to darmowa energia, która realnie obniża rachunki. Co jednak dzieje się w sytuacji, gdy w sieci publicznej zabraknie prądu? Czy fotowoltaika zadziała i zapewni nam światło? Odpowiedź zależy od technologii, na którą się zdecydujemy.

Fotowoltaika – brak prądu, a typ systemu

Aby zrozumieć, co dzieje się podczas awarii sieci, musimy podzielić instalacje fotowoltaiczne na dwa podstawowe rodzaje: on-grid i off-grid.

System on-grid polega na podłączeniu instalacji bezpośrednio do sieci publicznej. Wyprodukowane nadwyżki trafiają do zakładu energetycznego, skąd prosument może je odebrać w systemie opustów lub sprzedać (net-billing). Niestety, w przypadku tradycyjnego systemu on-grid, gdy w sieci brakuje prądu, fotowoltaika również przestaje działać. Zabezpieczenia (tzw. zabezpieczenie antywyspowe) wymuszają wyłączenie inwertera, aby nie porazić prądem monterów naprawiających linię przesyłową.

Zupełnie inaczej wygląda sytuacja w przypadku instalacji off-grid. System off-grid to instalacja w 100% niezależna, niepodłączona do sieci operatora. Wykorzystuje ona magazyn energii (baterie) oraz zaawansowany inwerter, najczęściej inwerter hybrydowy. Energia słoneczna jest tu na bieżąco zużywana, a nadwyżki ładują akumulatory. W tym przypadku zależność pomiędzy działaniem fotowoltaiki a awarią w sieci nie istnieje – system działa nieprzerwanie.

System off-grid — pełna niezależność od sieci energetycznej

System off-grid (często nazywany jako system wyspowy) to rozwiązanie dla tych, którzy chcą odciąć się od dostawców prądu. Składa się z paneli, które generują prąd stały, oraz serca układu, jakim jest inwerter hybrydowy lub wyspowy. Kluczowym elementem systemów off-grid jest magazyn energii, bez którego korzystanie z urządzeń po zachodzie słońca byłoby niemożliwe. To właśnie te komponenty gwarantują, że nawet podczas największych wichur i zerwanych linii energetycznych, w Twoim domu nie zgaśnie światło.

Rola magazynu energii i rodzaje akumulatorów w systemach off-grid

Magazyn energii to absolutny fundament systemów off-grid. To on przechowuje energię wyprodukowaną w ciągu dnia. Na rynku dominują dwa główne rodzaje baterii:

• Akumulatory żelowe (GEL/AGM): Starsza technologia, tańsza w zakupie, ale wrażliwa na głębokie rozładowania i oferująca mniejszą liczbę cykli ładowania.
• Akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe (LiFePO4): Nowoczesny standard w magazynowaniu energii. Są lżejsze, bezpieczniejsze (nie ulegają samozapłonowi), można je niemal całkowicie rozładować bez utraty żywotności, a ich efektywność energetyczna deklasuje starsze odpowiedniki.

Konwersja energii słonecznej i rola inwertera hybrydowego

Panele słoneczne produkują prąd stały (DC), jednak w gniazdkach domowych płynie prąd przemienny (AC). Proces zmiany jednego w drugi to konwersja energii. Za tę magię odpowiada inwerter. W nowoczesnych instalacjach niezależnych stosuje się falownik hybrydowy. W odróżnieniu od zwykłego inwertera, potrafi on nie tylko zasilać urządzenia domowe, ale również zarządzać przepływem prądu z i do magazynu energii. Wysoka sprawność konwersji energii to klucz do tego, aby energia słoneczna nie marnowała się na straty cieplne wewnątrz urządzenia.

Zasilanie awaryjne (EPS) – bezpieczeństwo w systemach hybrydowych

A co jeśli nie chcemy całkowicie odcinać się od sieci, ale zależy nam na bezpieczeństwie podczas blackoutów? Odpowiedzią jest system hybrydowy. Łączy on zalety systemu on-grid (możliwość sprzedaży nadwyżek) oraz systemu off-grid (posiadanie własnych akumulatorów).

Kiedy następuje zanik napięcia w sieci publicznej, inwerter hybrydowy odcina instalację od sieci zewnętrznej w ułamku sekundy i przechodzi w tryb zasilania awaryjnego (EPS – Emergency Power Supply). W tym momencie dom jest zasilany energią zgromadzoną w magazynie energii lub bezpośrednio z paneli. Zyskujemy awaryjne źródło energii bez uciążliwego hałasu agregatów spalinowych.

Efektywność energetyczna — jak poprawić wydajność systemów bez prądu?

Aby system off-grid lub zasilanie awaryjne działało bez zarzutu, konieczna jest wysoka efektywność energetyczna. Wpływa na nią odpowiedni dobór akumulatorów (LiFePO4 ładują się znacznie szybciej i bez strat) oraz jakość inwertera odpowiadającego za konwersję energii. Optymalizacja polega również na mądrym zarządzaniu: urządzenia o dużym poborze mocy (np. pralki, bojlery) powinny być uruchamiane w ciągu dnia, gdy świeci słońce, aby oszczędzać cykle baterii na noc.

Źródła odnawialne — rola i możliwości zasilania

Źródła odnawialne całkowicie zmieniają nasze podejście do bezpieczeństwa domu. Energia słoneczna to nie tylko zasilanie telewizora czy lodówki. Odpowiednio rozbudowany system fotowoltaiczny w połączeniu z magazynem energii jest w stanie napędzić pompę ciepła, zapewniając darmowe ogrzewanie, czy też naładować samochód elektryczny. Darmowa energia prosto ze słońca staje się fundamentem nowoczesnego, samowystarczalnego gospodarstwa.

Podsumowując: zależność pomiędzy brakiem prądu a działaniem fotowoltaiki dotyczy tylko prostych systemów on-grid. Jeśli w Twojej okolicy często dochodzi do różnych awarii, warto zastanowić się nad stworzeniem systemu hybrydowego lub off-grid. W ten sposób unikniesz sytuacji, w której Twoja własna elektrownia stoi bezużyteczna, gdy najbardziej jej potrzebujesz.

Sprawdź również: jaki piec do fotowoltaiki?