Czy falownik hybrydowy wpisuje się w założenia Smart Home?

• Falownik hybrydowy dzięki swojej funkcjonalności idealnie wpasowuje się w systemy zarządzania inteligentnymi domami.
• Urządzenie dzięki funkcji asymetrycznego obciążania faz pozwala na zwiększenie autokonsumpcji energii elektrycznej w domu prosumenta do nawet 100%.
• Dzięki funkcji awaryjnego zasilania taki falownik to także idealny backup w chwili awarii sieci.

Co to BMS?

W dużym skrócie Building Management System, czyli system zarządzania budynkiem to ogół automatyki, jaki można sobie wyobrazić w domu. Głównym zadaniem automatyki BMS jest integrowanie instalacji występujących w obiekcie. Dzięki spojeniu wszystkich urządzeń i systemów w jedną całość możliwe jest efektywne wykorzystanie dostępnej energii. To ważne w kontekście profilu generacji energii z OZE. Czystej energii w sieci jest zazwyczaj najwięcej w południe, czyli w szczycie produkcji z elektrowni fotowoltaicznych. Jednocześnie jest to pora, kiedy większość społeczeństwa przebywa poza domem. Tym samym brak dostatecznej autokonsumpcji w budynkach mieszkalnych skazuje zieloną energię (wyprodukowaną lokalnie) na na pewno rodzaju „marnotrawstwo” (straty związane z przesyłem energii). W tym miejscu pojawiają się systemy automatyki budynkowej. Dzięki ich funkcjonalności, w południe z powodzeniem wysterujemy urządzenia które pomogą nam zagospodarować wytwarzaną energię, a to wszystko po to aby zwiększyć stopień autokonsumpcji w domu prosumenta.

Systemy BMS zyskają jeszcze bardziej na znaczeniu w połowie bieżącego roku, kiedy to zaczną obowiązywać taryfy dynamiczne. Dzięki dobrej integracji systemów będzie można skorzystać z chwilowo tańszej energii, naładować urządzenia i zabezpieczyć się na moment wzrostu ceny. Takie fluktuacje cenowe będą występować na przestrzeni jednej doby. Dlatego warto już teraz przemyśleć swoją strategię w obliczu nadchodzącego wprowadzenia taryf dynamicznych.

Integracja zaczyna się jeszcze na poziomie fotowoltaiki

O tym, jak istotne jest odpowiedzialne zarządzanie energią, przekonali się szczególnie prosumenci rozliczani w systemie net-bilingu. W takich domach w południe życie tętni najbardziej (z naciskiem na weekendy). Takie podejście do sprawy, choć uzasadnione, jest też źródłem innych potrzeb na poziomie instalacji. Uruchomienie na raz pralki, zmywarki i telewizora zwiększa autokonsumpcję, ale też obciążenie naszej domowej instalacji elektrycznej. Wyzwanie integracji systemów zaczyna się już na poziomie instalacji PV, która w połączeniu z modułem bateryjnym i odpowiednik falownikiem hybrydowym staje się naszym źródłem energii.

To urządzenie może pomóc w optymalnym zarządzaniu energią w budynku. Podczas Forum Fotowoltaiki i Magazynowania Energii SOLAR+ scenariusze zastosowania systemu fotowoltaicznego z falownikiem hybrydowym przybliżył Paweł Szarek z firmy Avrii. 

Inteligentne budynki, poza systemem BMS posiadają także System Zarządzania Energią (HEMS – Home Energy Management System). To ten system będzie istotniejszy w kontekście oszczędzania energii i zwiększania autokonsumpcji. W czym może nam pomóc HEMS? Po pierwsze w zarządzaniu energią – kiedy jest czas na jej zużywanie, oszczędzanie czy ładowanie magazynu. Po drugie pomoże w zarządzaniu i optymalizacji profilu konsumpcji energii. A to wszystko dzięki monitorowaniu i kontrolowaniu poziomu zużycia energii w domu. 

„Na przestrzeni ostatniej dekady ewolucja systemów fotowoltaicznych doprowadziła do tego, że zaczynamy postrzegać budynek jako integralną część systemu energetycznego, jak również jako nasze autonomiczne niezależne zasilanie. W tej właśnie kwestii z pomocą przychodzi nam rozwój technologii i powstanie falowników hybrydowych” – Paweł Szarek, ekspert firmy Avrii.

Dzięki integracji HEMS, BMS, instalacji fotowoltaicznej i licznika dwukierunkowego oraz falownika hybrydowego można stworzyć system pozwalający na wykorzystanie do 100% zielonej energii. Tym samym nasz dom może stać się samowystarczalny energetycznie. Całkowita autokonsumpcja to najbardziej pożądany model współpracy fotowoltaiki z potrzebami prosumenta.

„Najważniejsze funkcje naszego hybrydowego falownika to inteligentne oddawanie energii na poszczególne fazy. Jest to niezwykle istotna funkcjonalność, która pozwala na maksymalizację wykorzystania energii produkowanej w danej chwili” – wyjaśnia Paweł Szarek.

Dla lepszego zrozumienia rozważmy kilka scenariuszy zastosowania falownika hybrydowego.

Mnogość scenariuszy

Najbardziej podstawowym scenariuszem, dzięki któremu produkowana energia jest na bieżąco rozkładana na nasze chwilowe zapotrzebowanie, jest tryb, w którym oprócz asymetrycznego oddawania energii na fazy, zachowujemy również funkcję wykorzystywania nadprodukcji energii do ładowania magazynu. Energia, która nie zostanie skonsumowana, trafia do magazynu energii jako nadwyżka z produkcji. To najbardziej podstawowy scenariusz zarządzania zieloną energią wyprodukowaną przez prosumenta. 

Jeżeli dane gospodarstwo domowe nie posiada magazynu energii, scenariusz przebiegnie w inny sposób. 

„Kolejny tryb pracy, czyli wariant z asymetrycznym oddawaniem energii na fazy i wykorzystaniem nadwyżki z produkcji poza magazynem energii. W tym scenariuszu nadprodukcja energii jest oddawana do sieci bądź wykorzystywana na inne urządzenia” – przybliża ekspert 

To rozwiązanie pozwala na dysponowanie energią również w momencie pełnego naładowania magazynu. W konsekwencji do 100% energii cały czas generowanej w instalacji fotowoltaicznej zostaje zostaje zagospodarowana lokalnie i nie jest przekazywana w stronę sieci elektroenergetycznej. 

„Tu wchodzi kolejna ważna funkcjonalność falownika hybrydowego. Można tak dopracować scenariusze poprzez wysterowanie wyjść przekaźnikowych, aby tę nadwyżkę energetyczną jeszcze lepiej wykorzystać. Odbywa się to zazwyczaj poprzez uruchomienie lokalnego urządzenia. Najprostszym przykładem dla takiego scenariusza jest grzałka do ogrzewania ciepłej wody użytkowej czy sterowanie klimatyzacją latem” – podpowiada ekspert. 

Kolejny tryb pracy, czyli oddawanie energii na fazy z dobieraniem braku z magazynu energii to typowy scenariusz dla godzin późnego popołudnia. W tym czasie generacja z instalacji fotowoltaicznej jest niewystarczająca na pokrycie naszego zapotrzebowania. W tym scenariuszu energia pobierana jest z lokalnego magazynu, a funkcja asymetrycznego rozdziału na poszczególne fazy pozwala nam precyzyjne pobierać tylko tyle energii ile jest potrzebne w danej chwili. To niezwykle istotne z punktu widzenia sprawności i efektywności naszego systemu bateryjnego.

Falownik hybrydowy od Avrii SOL posiada także tryb zasilania awaryjnego. Dzięki czemu urządzenia te potrafią bezprzerwowo przejść na zasilanie awaryjne z zachowaniem bardzo wysokiej mocy na poszczególnych fazach. Mowa tu o nawet 5 kW asymetrycznego obciążenia. W trybie zasilania awaryjnego działa pełny backup trójfazowy. Dlatego też użytkownik nie będzie miał problemu z zasilaniem nawet tych większych pomp ciepła. 

Warto również wspomnieć o scenariuszu z trybem sterowania czasowego. Będzie to wiodący scenariusz po wprowadzeniu taryf dynamicznych w lipcu bieżącego roku. Wszystko, co będzie się działo w danym okresie dnia z instalacją, będzie zależało wyłącznie od użytkownika. To on zadecyduje, czy energia ma być teraz pobierana z sieci, magazynu czy konsumujemy produkcję z fotowoltaiki. Czy może ładujemy magazyn bądź wszystko oddajemy do sieci. Tryb sterowania czasowego to odpowiedź na zbliżające się dużymi krokami taryfy dynamiczne. 

Jednocześnie wcześniej już wspomniany tryb awaryjny w falowniku hybrydowym to wyjście naprzeciw tej części prosumentów, którzy mają problem z ciągłymi przerwami zasilani z sieci operatora. Użytkownik nie musi nawet niczego specjalnie ustawiać, czy przygotowywać urządzenia na ewentualność wypięcia z sieci. Wystarczy wybrać tryb pracy z ciągłym przygotowaniem na wyłączenie.