Witam Szanownych Kolegów. Po długich bojach udało mi się sfinalizować budowę własnej instalacji PV. Przygodę z foto-woltaiką rozpocząłem dobry rok temu, po przeczytaniu kilku tematów osób, które już coś takiego zbudowały, kiedy jednak zacząłem się w temat zagłębiać okazało się, że nie jest to wcale takie proste. Nie udało mi się znaleźć forum tematycznego poświęconego stricte budowie instalacji PV. Jakieś strzępki wiedzy dostarczyła Elektroda, trochę wiedzy znalazłem na forum.arbiter.pl, na tym portalu znalazłem kontakt do kolegi Grzegorza, dzięki jego uprzejmości udało mi się kupić panele w korzystnej cenie, dostarczył mi także sporo wiedzy na temat projektowania, liczenia i założeń jeśli chodzi o instalacje. To były trudne początki, reszta to już efekt prób i błędów.
Pierwsza wersja mojej instalacji była oparta na inverterze on-grid. Poniżej schemat:
Generalnie ta instalacja jakoś się sprawdzała, do czasu jednak, gdy panowie z energetyki postanowili wymienić u mnie w domu mechaniczny licznik na cyfrowy. Stary licznik podczas pracy instalacji zwalniał swoje tempo naliczania lub najczęściej stawał w miejscu. O cyfrowych licznikach słyszałem plotki, że potrafią rejestrować różne dziwne zachowania, wolałem nie ryzykować. Drugą niedogodnością invertera było to, że kiepsko sprawował się przy pracy z akumulatorów. Kiedy świeciło słoneczko dostarczał prądu jak szalony, po przejściu na akumulatory, kiedy napięcie stopniowo spadało z ok 27-28 V, do 25V jego sprawność spadała praktycznie do zera, mimo, że akumulatory posiadały jeszcze sporo energii.
Krótki filmik z działania tej instalacji:
http://youtu.be/ewtaT3NtrHA
Przez krótki czas do przetwarzania prądu używałem UPS APC 1000VA sinus ( leżał w gratach nic mnie nie kosztował). To już była instalacja off-grid. Też jakoś to działało, były jednak wady:
- sprawność ups problematyczna, pobór prądu bez jego obciążenia to ok. 1,2A ..... sporo
- kiedy wyssał prąd z akumulatorów, jego zabezpieczenie powodowało wyłączenie upsa, żeby go ponownie uruchomić po naładowaniu akumulatorów trzeba było przeprowadzić całą procedurę .... podłączyć 230 V do upsa, załączyć go, testował się wtedy i dopiero startował.
Nie tego oczekiwałem, zależało mi na systemie całkowicie autonomicznym. Tu z pomocą przyszedł kolega Putas. Wiedział, że działam coś w temacie PV i zaproponował przyłączenie się do jego strony http://www.pvmonitor.pl/. Warunek.... kupno Lan Kontrolera i odpowiedniego licznika. Moja instalacja już działała, po kupnie LK okazało się, że oprócz wysyłania informacji, mogę go wykorzystać do sterowania całą instalacją. Pozostało już tylko kupić przetwornicę z prawdziwego zdarzenia i finisz.
Tyle nudnego wstępu i bardzo skrótowego opisu problemów jakie napotykałem.
Budowa.
Oczywiście podstawa to panele. Moja instalacja służy mi do zasilania całej domowej elektroniki oraz oświetlenia LED w domu. Takie były założenia od samego początku, tak była liczona. Z szacunków wyszło mi, że typowa konsumpcja będzie na poziomie 400-450W. Kupiłem więc 4 panele polikrystaliczne 230W/24V. Połączone są równolegle, dają w słoneczny dzień ok. 800W. To wystarczy do zasilania sprzętu i ładowania aku jednocześnie. Najczęściej jednak w ciągu dnia nas nie ma, więc cała energia z paneli idzie na ładowanie. Jest więc jakiś mały zapas energii na pochmurne dni. Za pośrednictwem regulatora ładują baterię 24V/120Ah. Z baterii prąd trafia do przetwornicy sinus DC/AC 24/230 V i poprzez przekaźnik sterowany Lan Kontrolrem osobnym obwodem do domku. Schemat poniżej:
LK monitoruje napięcie baterii, jest ustawiona histereza działania. Jeżeli napięcie baterii spadnie poniżej 24V LK przełącza przekaźnik i do odbiorników płynie prąd z ZE, jeżeli akumulatory zaczną się ładować i napięcie wzrośnie powyżej 25V, LK z powrotem przełączy na zasilanie z przetwornicy. Działanie zostało sprawdzone, przełączanie jest tak szybkie, że odbiorniki nawet nie reagują, jedynie po oświetleniu LED widać lekkie mrugnięcie. Dodatkowo LK monitoruje temperaturę akumulatorów. Przy wzroście powyżej 30 stopni powinien wysłać mi maila, ale z tym bywa różnie. Przy symulacjach raz działało, częściej nie. Może w następnym firmware coś poprawią. Na szczęście jak do tej pory najwyższa temperatura jaką zaobserwowałem to 22,5 stopnia, więc idealna dla akumulatorów.
Zastosowana przetwornica to nowy wypust Volt Polska. Producenci chwalą się, że bez obciążenia pobiera jedynie 300mA. Nie miałem okazji sprawdzić, ale chyba musi coś w tym być, bo kiedy wczoraj zdoiłem akumulatory, system przełączył się na zasilanie z ZE, a napięcie na aku powoli rosło w górę do ok 24,8 V mimo iż przetwornica była do nich podłączona i pracowała na luzie obciążona jedynie zasilaczem do LK.
Panele zamontowałem na dachu budynku mieszkalnego:
Jest to prawie idealnie strona południowa. Latem słoneczko oświetla panele od ok. 8 rano do 17 po południu. Dach jest ustawiony pod kątem 45 stopni. To w miarę dobry kąt na zimę, na lato trochę za duży, ale wyboru nie było. System mocowania opracowałem sam. Te dostępne w sprzedaży były jak dla mnie za drogie i nie warte swojej ceny. Za 60 zł kupiłem profile aluminiowe, trochę grubych blach do mocowania, a śruby z kotwami pospawałem. Kilka fotek:
Kotwy ze śrubami
Jak to pracuje:
Mocowanie na dachu i elektryka:
Między blacho-dachówką, a płaskownikami dałem podkładki gumowe wycięte ze starej dętki, zabezpieczyło to dach przed podrapaniem farby. Połączenia między panelami są wykonane przewodem o przekroju 6mm^2. wszystko w hermetycznych puszkach. Kable prowadzone dodatkowo w rurkach PCV. Rurki zabezpieczają nie tylko przed wilgocią w deszczowe dni, ale stanowią dodatkową ochronę kabli przed promieniami UV. Kable w odpowiedniej izolacji odpornej na UV są dość drogie, rurka jest zdecydowanie tańszym rozwiązaniem. Dodatkowo po dachu nie walają się kable, wszystko ładnie ogarnięte. Z dachu do piwnicy poprowadziłem kable o przekroju 10mm^2.
W puszkach są zamocowane złącza MC4, w razie jakiś prac konserwacyjnych mogę szybko odpiąć poszczególne panele.
Cała elektrownia jest zamontowana w piwnicy. Jest tam chłodno nawet latem, dlatego elektronika i akumulatory mają optymalne warunki do pracy.
Akumulatory zamontowałem w obudowie drewnianej, liczona na większą ilość w razie konieczności. Jest tak zbudowana, aby można ją było przewietrzać w razie wysokich temperatur, czy też gazowania akumulatorów. Taka sytuacja jednak na razie nie miała miejsca (monitoruję temperaturę aku) Kilka fotek:
Reszta elektroniki:
Wszystkie połączenia wysoko-prądowe wykonane przewodami 10mm^2. W obwodzie paneli zastosowałem bezpiecznik 32A, to maksymalny prąd jaki panele są w stanie oddać w idealnych warunkach (nasłonecznienie 1000W/m^2). W obwodzie zasilania przetwornicy dałem bezpiecznik 60A z mojej starej instalacja CarAudio. Reszta połączeń po stronie 230V to albo druty 2,5mm^2, albo linka 1,5mm^2.
Dwa lata temu zakończyłem adaptację strychu na nasze mieszkanko. Budowa trwała jakieś 7 lat
.Projektując instalację na samym początku przewidziałem różne scenariusze, między innymi to, żeby oświetlenie i elektronika była na osobnym obwodzie, który leci przez piwnicę. Wtedy ze względu na częste wyłączenia prądu (mieszkam na wsi) planowałem już zasilanie awaryjne UPS. Teraz wykorzystałem to do zasilania z PV. Nie przewidziałem jedynie, że będzie mi potrzebny LAN w piwnicy. Aby mieć komunikację z LK, LAN jest niestety niezbędny.
Nie chciałem ryć dopiero co skończonej chaty, więc wykorzystałem sprytne urządzenia do przesyłania sieci przez druty 230V. Kapitalnie się sprawdza.
Cała instalacja w jej finalnej wersji działa, na razie kilka dni, ale działa. Z obserwacji LK wynika, że odbiorniki zjadają mi dzienne ok. 2,5KW/h energi, teraz już całkowicie za free
Urządzenia podłączone na stałe, działające 24h/dobę:
- płyta RB711 do odbioru neta - ok. 10W
- router wifi - ok. 30W
- switch gigabit - ok. 10W
- mini serwer na nettopie - ok. 15W
- TV Box na adndroidzie - ok. 10W
- zasilanie instalacji antenowej - ok. 5W
Urządzenia włączane gdy domownicy są w domu:
- tv duży - ok. 350W
- tv mały - ok. 35W
- tuner sat - ok. 60W
- laptop - ok. 40W
- tablet ładowanie - ok. 20W
- oświetlenie Led w sumie kilkanaście żarówek o mocach od 5 do 12W.
Urządzenia włączane bardzo rzadko:
- amplituner - ok. 300W
- komputer stacjonarny z monitorem - ok. 400W
To wszystko znajduje się w obwodzie zasilania z PV
Dlaczego zdecydowałem się na instalację typu off-grid. Rozwiązuje mi kilka problemów:
- działa podobnie jak UPS, gdy są zaniki prądu, a mam energię w akumulatorach, jestem szczęśliwym posiadaczem prądu, jedynym we wsi
- gdy zasilam urządzenia z PV mam całkowitą izolację galwaniczną od sieci energetycznej, w przypadku wyładowań atmosferycznych nie grozi mi popalenie cennego sprzętu.
- rozważałem wariant on-grid, ale wątpliwa ustawa o odkupywaniu energii z takich instalacji sprawiła, że dałem sobie z tym spokój. Zwyczajnie nie lubię jak ktoś robi ze mnie woła do dojenia.
Lista zastosowanego sprzętu (przykładowe linki do sprzętu jaki mam):
- Panele - 4 szt
- Regulator ładowania - 1 szt.
- Kontroler regulatora - 1 szt.
- Przetwornica DC/AC - 1 szt.
- Lan Kontroler V2 - 1 szt.
- akumulatory zwykłe kwasiaki 12V/60Ah - 4 szt.
- Transmitery - 1 kpl.
- jakaś drobnica typu złączki, czujnik temp PT100, przekaźnik itp.
Co w przyszłości? LK dostarcza kilku niezbędnych informacji, przydałaby się też jakaś kontrola mocy bieżącej. Znalazłem czujniki prądu, ale póki co opis zastosowania dość enigmatyczny, trzeba będzie jak zwykle rzeźbić samemu. Póki co aku trzymają tyle ile powinny. W ciągu dnia nas raczej nie ma, wracamy popołudniu i największe zużycie prądu jest właśnie z akumulatorów. Na razie są słoneczne dni i energii wystarcza do późnej nocy. Zobaczymy jak długo pożyją kwasiaki. Słyszałem, że maksymalnie 2 lata. Jest więc czas na przemyślenie tematu jakiś żelówek do pracy buforowej o dłuższej żywotności.
Rozbudowy paneli PV nie przewiduję, nie widzę potrzeby, chyba, że coś się ruszy w temacie odkupywania, coś co będzie miało jakiś sens na inwestycje.
Mam przygotowaną instalację pod montaż koletorów do grzania wody. Wystarczy dokupić zbiornik z wężownicą, kolektor i wpiąć w gotową instalację. Póki co jadę na podgrzewaczach elektrycznych, ale te były kupowane z myślą o dogrzewaniu wstępnie ogrzanej wody. Więc może w najbliższej przyszłości.
Ciekawi mnie temat elektrowni wiatrowej, byłaby uzupełnieniem paneli, ale mam wokoło sporo drzew i musiałbym wywalić przynajmniej 25-30m maszt. Temat do przemyślenia.
Póki co cieszę się z działającej instalacji PV.
W razie pytań, chętnie odpowiem, liczę też na konstruktywną krytykę.
Pozdrawiam Adam
Pierwsza wersja mojej instalacji była oparta na inverterze on-grid. Poniżej schemat:

Generalnie ta instalacja jakoś się sprawdzała, do czasu jednak, gdy panowie z energetyki postanowili wymienić u mnie w domu mechaniczny licznik na cyfrowy. Stary licznik podczas pracy instalacji zwalniał swoje tempo naliczania lub najczęściej stawał w miejscu. O cyfrowych licznikach słyszałem plotki, że potrafią rejestrować różne dziwne zachowania, wolałem nie ryzykować. Drugą niedogodnością invertera było to, że kiepsko sprawował się przy pracy z akumulatorów. Kiedy świeciło słoneczko dostarczał prądu jak szalony, po przejściu na akumulatory, kiedy napięcie stopniowo spadało z ok 27-28 V, do 25V jego sprawność spadała praktycznie do zera, mimo, że akumulatory posiadały jeszcze sporo energii.
Krótki filmik z działania tej instalacji:
http://youtu.be/ewtaT3NtrHA
Przez krótki czas do przetwarzania prądu używałem UPS APC 1000VA sinus ( leżał w gratach nic mnie nie kosztował). To już była instalacja off-grid. Też jakoś to działało, były jednak wady:
- sprawność ups problematyczna, pobór prądu bez jego obciążenia to ok. 1,2A ..... sporo

- kiedy wyssał prąd z akumulatorów, jego zabezpieczenie powodowało wyłączenie upsa, żeby go ponownie uruchomić po naładowaniu akumulatorów trzeba było przeprowadzić całą procedurę .... podłączyć 230 V do upsa, załączyć go, testował się wtedy i dopiero startował.
Nie tego oczekiwałem, zależało mi na systemie całkowicie autonomicznym. Tu z pomocą przyszedł kolega Putas. Wiedział, że działam coś w temacie PV i zaproponował przyłączenie się do jego strony http://www.pvmonitor.pl/. Warunek.... kupno Lan Kontrolera i odpowiedniego licznika. Moja instalacja już działała, po kupnie LK okazało się, że oprócz wysyłania informacji, mogę go wykorzystać do sterowania całą instalacją. Pozostało już tylko kupić przetwornicę z prawdziwego zdarzenia i finisz.
Tyle nudnego wstępu i bardzo skrótowego opisu problemów jakie napotykałem.
Budowa.
Oczywiście podstawa to panele. Moja instalacja służy mi do zasilania całej domowej elektroniki oraz oświetlenia LED w domu. Takie były założenia od samego początku, tak była liczona. Z szacunków wyszło mi, że typowa konsumpcja będzie na poziomie 400-450W. Kupiłem więc 4 panele polikrystaliczne 230W/24V. Połączone są równolegle, dają w słoneczny dzień ok. 800W. To wystarczy do zasilania sprzętu i ładowania aku jednocześnie. Najczęściej jednak w ciągu dnia nas nie ma, więc cała energia z paneli idzie na ładowanie. Jest więc jakiś mały zapas energii na pochmurne dni. Za pośrednictwem regulatora ładują baterię 24V/120Ah. Z baterii prąd trafia do przetwornicy sinus DC/AC 24/230 V i poprzez przekaźnik sterowany Lan Kontrolrem osobnym obwodem do domku. Schemat poniżej:

LK monitoruje napięcie baterii, jest ustawiona histereza działania. Jeżeli napięcie baterii spadnie poniżej 24V LK przełącza przekaźnik i do odbiorników płynie prąd z ZE, jeżeli akumulatory zaczną się ładować i napięcie wzrośnie powyżej 25V, LK z powrotem przełączy na zasilanie z przetwornicy. Działanie zostało sprawdzone, przełączanie jest tak szybkie, że odbiorniki nawet nie reagują, jedynie po oświetleniu LED widać lekkie mrugnięcie. Dodatkowo LK monitoruje temperaturę akumulatorów. Przy wzroście powyżej 30 stopni powinien wysłać mi maila, ale z tym bywa różnie. Przy symulacjach raz działało, częściej nie. Może w następnym firmware coś poprawią. Na szczęście jak do tej pory najwyższa temperatura jaką zaobserwowałem to 22,5 stopnia, więc idealna dla akumulatorów.
Zastosowana przetwornica to nowy wypust Volt Polska. Producenci chwalą się, że bez obciążenia pobiera jedynie 300mA. Nie miałem okazji sprawdzić, ale chyba musi coś w tym być, bo kiedy wczoraj zdoiłem akumulatory, system przełączył się na zasilanie z ZE, a napięcie na aku powoli rosło w górę do ok 24,8 V mimo iż przetwornica była do nich podłączona i pracowała na luzie obciążona jedynie zasilaczem do LK.
Panele zamontowałem na dachu budynku mieszkalnego:

Jest to prawie idealnie strona południowa. Latem słoneczko oświetla panele od ok. 8 rano do 17 po południu. Dach jest ustawiony pod kątem 45 stopni. To w miarę dobry kąt na zimę, na lato trochę za duży, ale wyboru nie było. System mocowania opracowałem sam. Te dostępne w sprzedaży były jak dla mnie za drogie i nie warte swojej ceny. Za 60 zł kupiłem profile aluminiowe, trochę grubych blach do mocowania, a śruby z kotwami pospawałem. Kilka fotek:
Kotwy ze śrubami

Jak to pracuje:

Mocowanie na dachu i elektryka:



Między blacho-dachówką, a płaskownikami dałem podkładki gumowe wycięte ze starej dętki, zabezpieczyło to dach przed podrapaniem farby. Połączenia między panelami są wykonane przewodem o przekroju 6mm^2. wszystko w hermetycznych puszkach. Kable prowadzone dodatkowo w rurkach PCV. Rurki zabezpieczają nie tylko przed wilgocią w deszczowe dni, ale stanowią dodatkową ochronę kabli przed promieniami UV. Kable w odpowiedniej izolacji odpornej na UV są dość drogie, rurka jest zdecydowanie tańszym rozwiązaniem. Dodatkowo po dachu nie walają się kable, wszystko ładnie ogarnięte. Z dachu do piwnicy poprowadziłem kable o przekroju 10mm^2.
W puszkach są zamocowane złącza MC4, w razie jakiś prac konserwacyjnych mogę szybko odpiąć poszczególne panele.
Cała elektrownia jest zamontowana w piwnicy. Jest tam chłodno nawet latem, dlatego elektronika i akumulatory mają optymalne warunki do pracy.
Akumulatory zamontowałem w obudowie drewnianej, liczona na większą ilość w razie konieczności. Jest tak zbudowana, aby można ją było przewietrzać w razie wysokich temperatur, czy też gazowania akumulatorów. Taka sytuacja jednak na razie nie miała miejsca (monitoruję temperaturę aku) Kilka fotek:


Reszta elektroniki:





Wszystkie połączenia wysoko-prądowe wykonane przewodami 10mm^2. W obwodzie paneli zastosowałem bezpiecznik 32A, to maksymalny prąd jaki panele są w stanie oddać w idealnych warunkach (nasłonecznienie 1000W/m^2). W obwodzie zasilania przetwornicy dałem bezpiecznik 60A z mojej starej instalacja CarAudio. Reszta połączeń po stronie 230V to albo druty 2,5mm^2, albo linka 1,5mm^2.
Dwa lata temu zakończyłem adaptację strychu na nasze mieszkanko. Budowa trwała jakieś 7 lat

Nie chciałem ryć dopiero co skończonej chaty, więc wykorzystałem sprytne urządzenia do przesyłania sieci przez druty 230V. Kapitalnie się sprawdza.
Cała instalacja w jej finalnej wersji działa, na razie kilka dni, ale działa. Z obserwacji LK wynika, że odbiorniki zjadają mi dzienne ok. 2,5KW/h energi, teraz już całkowicie za free


Urządzenia podłączone na stałe, działające 24h/dobę:
- płyta RB711 do odbioru neta - ok. 10W
- router wifi - ok. 30W
- switch gigabit - ok. 10W
- mini serwer na nettopie - ok. 15W
- TV Box na adndroidzie - ok. 10W
- zasilanie instalacji antenowej - ok. 5W
Urządzenia włączane gdy domownicy są w domu:
- tv duży - ok. 350W
- tv mały - ok. 35W
- tuner sat - ok. 60W
- laptop - ok. 40W
- tablet ładowanie - ok. 20W
- oświetlenie Led w sumie kilkanaście żarówek o mocach od 5 do 12W.
Urządzenia włączane bardzo rzadko:
- amplituner - ok. 300W
- komputer stacjonarny z monitorem - ok. 400W
To wszystko znajduje się w obwodzie zasilania z PV
Dlaczego zdecydowałem się na instalację typu off-grid. Rozwiązuje mi kilka problemów:
- działa podobnie jak UPS, gdy są zaniki prądu, a mam energię w akumulatorach, jestem szczęśliwym posiadaczem prądu, jedynym we wsi

- gdy zasilam urządzenia z PV mam całkowitą izolację galwaniczną od sieci energetycznej, w przypadku wyładowań atmosferycznych nie grozi mi popalenie cennego sprzętu.
- rozważałem wariant on-grid, ale wątpliwa ustawa o odkupywaniu energii z takich instalacji sprawiła, że dałem sobie z tym spokój. Zwyczajnie nie lubię jak ktoś robi ze mnie woła do dojenia.
Lista zastosowanego sprzętu (przykładowe linki do sprzętu jaki mam):
- Panele - 4 szt
- Regulator ładowania - 1 szt.
- Kontroler regulatora - 1 szt.
- Przetwornica DC/AC - 1 szt.
- Lan Kontroler V2 - 1 szt.
- akumulatory zwykłe kwasiaki 12V/60Ah - 4 szt.
- Transmitery - 1 kpl.
- jakaś drobnica typu złączki, czujnik temp PT100, przekaźnik itp.
Co w przyszłości? LK dostarcza kilku niezbędnych informacji, przydałaby się też jakaś kontrola mocy bieżącej. Znalazłem czujniki prądu, ale póki co opis zastosowania dość enigmatyczny, trzeba będzie jak zwykle rzeźbić samemu. Póki co aku trzymają tyle ile powinny. W ciągu dnia nas raczej nie ma, wracamy popołudniu i największe zużycie prądu jest właśnie z akumulatorów. Na razie są słoneczne dni i energii wystarcza do późnej nocy. Zobaczymy jak długo pożyją kwasiaki. Słyszałem, że maksymalnie 2 lata. Jest więc czas na przemyślenie tematu jakiś żelówek do pracy buforowej o dłuższej żywotności.
Rozbudowy paneli PV nie przewiduję, nie widzę potrzeby, chyba, że coś się ruszy w temacie odkupywania, coś co będzie miało jakiś sens na inwestycje.
Mam przygotowaną instalację pod montaż koletorów do grzania wody. Wystarczy dokupić zbiornik z wężownicą, kolektor i wpiąć w gotową instalację. Póki co jadę na podgrzewaczach elektrycznych, ale te były kupowane z myślą o dogrzewaniu wstępnie ogrzanej wody. Więc może w najbliższej przyszłości.
Ciekawi mnie temat elektrowni wiatrowej, byłaby uzupełnieniem paneli, ale mam wokoło sporo drzew i musiałbym wywalić przynajmniej 25-30m maszt. Temat do przemyślenia.
Póki co cieszę się z działającej instalacji PV.
W razie pytań, chętnie odpowiem, liczę też na konstruktywną krytykę.
Pozdrawiam Adam