TechExpert napisał:
„W praktyce urządzenia instalacji PV w pierwszym etapie synchronizują się z siecią miejską, po pomyślnym zakończeniu synchronizacji urządzenie dostarcza nieco większe napięcie niż z sieci miejskiej, zmieniając rozpływ prądów w instalacji elektrycznej.”
@TechExpert
Szanowny p.t. Kolego w twojej wypowiedzi zakradł się błąd, być może ze zbytniego uproszczenia myślowego tematu, lub z niepełnej wiedzy na ten temat. Nie jest moim zamiarem obrażanie Ciebie lub wytykanie Tobie błędów –„Nie myli się tylko ten, co nic nie robi…”, a jedynie chęć podzielenia się wiedzą z Tobą i p.t. Forumowiczami dla wspólnego dobra.
Po kolei – Synchronizacja:
W instalacjach prądu zmiennego do synchronizacji potrzeba jednoczesnego spełnienia 4 warunków:
1. Równość napięć – w praktyce 95-105% napięcia sieci
2. Zgodność częstotliwości – w praktyce źródło synchronizowane do sieci pracuje z nieznacznie wyższą częstotliwością dla zapewnienia 3 warunku.
3. Zgodności fazowej – odpowiadające sobie fazy sieci i źródła muszą mieć taki sam kąt fazowy w danym momencie – w praktyce włączenie następuje „za pięć dwunasta”, gdy źródło jest jeszcze nieznacznie spóźnione w stosunku do sieci.
4. Zgodność kierunku wirowania – warunek tak oczywisty, że często zapominany w wielu opracowaniach i wypowiedziach.
Włączanie „za 5 dwunasta” sprawia, że w momencie włączania nasze źródło nie oddaje jeszcze energii do sieci i dzięki temu prądy fazowe są niewielkie, co pozwala znacząco wydłużyć żywotność łączników. Fakt, iż wiruje ono z prędkością nieznacznie większą od sieci sprawia, że po chwili zaczyna płynnie przyjmować obciążenie (oddawać energię do sieci).
Moc czynna, moc bierna:
W instalacjach prądu zmiennego moc pobierana przez urządzenie nie jest prostym iloczynem prądu i napięcia (moc pozorna) ze względu na przesunięcie kąta fazowego między prądem i napięciem (poza odbiornikami o charakterze rezystancyjnym jak grzałki, żarówki).
W instalacjach przemysłowych osobno nalicza się opłaty za moc czynną i bierną, dodatkowo ze względu na trudności w przesyle mocy biernej na większe odległości dba się o kompensowanie mocy biernej (baterie kondensatorów lub przewymiarowaniem silników – niedociążony silnik elektryczny pobierając moc czynną wytwarza moc bierną).
Co to jest moc czynna i bierna i wzory to opisujące łatwo „wygooglować”, praktyczne ich znaczenie jest zaś takie, że moc czynna stara się zatrzymać prądnicę – wytwarza tzw. opór na wale, który musi pokonać napęd prądnicy (silnik, turbo zespół, turbina wodna czy wiatrowa). Natomiast moc bierna jest tzw. termicznym obciążeniem prądnicy – wypadkowy prąd w uzwojeniach prądnicy jest większy niż wynikający z mocy czynnej, a większy prąd to więcej ciepła powstającego w prądnicy.
Rozdział mocy czynnej i biernej:
Współpraca kilku prądnic jest możliwa dzięki zjawisku samosynchronizacji – prądnica próbująca wyprzedzać sieć bierze na siebie więcej mocy czynnej, która ją spowalnia. Prądnica, która zaczyna się opóźniać w stosunku do sieci traci swe obciążenia mocą czynną, a więc traci opory ruchu i może dogonić sieć.
Regulacja podziału mocy czynnej odbywa się sterowaniem napędem prądnicy (dawką paliwa, ilością pary, kątem natarcia płata itp.).
W przypadku falownika jest podobnie, jeśli będziemy kontrolować układ wyzwalania, o jaki kąt fazowy stara się on wyprzedzić sieć możemy regulować ilość oddawanej do sieci mocy czynnej.
Zaraz podniesiecie larum, że niby praca synchroniczna, a jedno wyprzedza drugie… Pamiętać należy, że jeśli dwa punkty obwodu mają takie same potencjały, to między nimi nie ma przepływu ładunku, a więc nie ma przepływu prądu, a więc nie ma przepływu energii. Dopiero różnica potencjałów powoduje przepływ z punktu o wyższym potencjale do punktu o niższym potencjale.
Natomiast „wyprzedzanie”, bardziej należy rozumieć, jako usiłowanie, niż rzeczywiste wyprzedzanie sieci, bo wartość ta jest znikoma i zależy m.in. od tzw. Sztywności sieci, a w omawianym przypadku mówimy o sieci krajowej, współpracującej (połączonej liniami przesyłowymi) z sieciami innych krajów, która składa się dużej liczby prądnic pracujących synchronicznie i stałość częstotliwości jest warunkiem poprawnej pracy, a każda kolejna prądnica i każdy kolejny odbiornik energii zwiększa sztywność sieci.
Podział mocy biernej natomiast odbywa się poprzez regulację napięcia prądnicy (źródła), które zwiększając zwiększamy obciążenie mocą bierną danej prądnicy.
Wytwarzanie mocy biernej przez falowniki to już bardziej złożone zagadnienie – zainteresowanych odsyłam do literatury pod hasłami „napędy azipodalne”, „napędy diesel-electric”, „sterowanie falownikami z odzyskiem energii”.
Wracając jednak do tematu wykorzystania własnego źródła energii i przyłącza z sieci, to w opisanym przypadku zakład jest pro-biorcą jednocześnie producentem i odbiorcą energii, dostawca energii podpisał z zakładem umowę na odkupowanie wyprodukowanej energii (nadmiaru).
Dzięki temu możliwe jest z wykorzystaniem falowników oddawanie do przyłącza 100% aktualnie wytwarzanej przez ogniwa PV energii. Pobierana przez zakład energia nie musi być równa wytwarzanej – chwilowy nadmiar jest oddawany do sieci, niedobór przez sieć pokrywany.
Natomiast, jeśli nie mamy załatwionych formalnie wszystkich pozwoleń i zgody dostawcy na odbiór energii jedyne, co nam pozostaje to wykorzystywać swoje źródło energii w optymalny sposób i dopiero ewentualne niedobory pokrywać z przyłącza energetycznego. Nie mamy natomiast możliwości oddania do sieci nadwyżek, więc dobrze byłoby je zmagazynować.
Piszecie o wykorzystywaniu m.in. UPS jako sposobu na wykorzystanie „zielonej” energii we własnym domu. Pomysł nie do końca dobry, ale jako rozwiązanie przejściowe więcej niż akceptowalny.
Jeśli macie źródło niskiego napięcia DC jak ogniwo PV, albo wiatrak samoróbkę na alternatorze samochodowym lepiej wykorzystać go do zasilania odbiorników na takie właśnie napięcie.
Na 12 V DC znajdziecie
- oświetlenie (choć przy PV to mało trafiony pomysł, chyba że z akumulatorem na działce, lub częste przerwy w dostawach prądu),
- radio – choćby i samochodowe,
- TV – wiele modeli do 32 cali ma mały zewnętrzny zasilacz w formie wtyczki na 12 V,
- pompę hydroforową, jeśli korzystacie z własnej studni,
- w przypadku większych mocy grzałka np. do ciepłej wody użytkowej – jako utylizacja nadmiarów energii …
Dysponując zaś turbiną wiatrową lub wodną dającą napięcie zbliżone do sieciowego np. 3x220 zamiast 3x400 V AC:
- oświetlenie – żarówce wahania częstotliwości nie robią wielkiej różnicy, bardziej zmiany napięcia skutecznego, oświetlenie LED dobrej klasy również sobie świetnie radzi w zakresie 100-250V 48-63Hz, jeśli korzystacie z oświetlenia na 12 V DC dobry zasilacz impulsowy też nie będzie miał z tym większych problemów, a byle, jakiego chińczyka nie warto i tak kupować.
- radio i TV z dobrym zasilaczem na 12 V lub z UPS i wahania napięć masz z głowy, a przy dłuższym braku „zielonej” energii przełączasz swój UPS na energię z sieci.
- jeśli cierpisz na częste przerwy w dostawie prądu lub jesteś „eko”, a masz własną studnię pompa hydroforowa (najlepiej z falownikiem, aby płynnie wykorzystać chwilowe nadwyżki energii) połączona z kilkoma zbiornikami i przez zawór zwrotny z hydroforem zasilanym z sieci, wówczas masz sposób na zmagazynowanie energii – zmniejszenie poboru z sieci. Gdy masz zieloną energię twój zielony hydrofor napełnia wszystkie zbiorniki również w zwykłym hydroforze, gdy brak ci zielonej energii i wykorzystałeś już całą wodę, hydrofor zasilany z sieci nabija tylko jeden zbiornik abyś zużył jak najmniej energii z sieci.
- grzałki – niezależnie, jakie masz ogrzewanie, w okresie jesienno-wiosennym możesz ogrzewać, a w zimie dogrzewać mieszkanie/dom korzystając ze swojego zielonego źródła. Również latem nadmiar energii można wykorzystać do podgrzania wody w zasobniku, jako magazynie energii. W miarę potrzeb będziesz zużywał to ciepło, jako ciepła wodę użytkową, nawet, jeśli nie będzie ona miała oczekiwanych 40 a 20-kilka stopni, to o tyle mniej energii, co włożyłeś w ten zbiornik zużyjesz na swoim podgrzewaczu właściwym czy to elektrycznym czy gazowym, bo nie będzie musiał on podgrzać wody z 4-6 stopni, a z np. z 24.
Dalsze moje przemyślenia w tym zakresie zahaczają już o tematykę domów pasywnych, gdzie np. odzyskuje się ciepło ścieków z prysznica, zlewozmywaka czy umywalki na wstępne podgrzanie wody wodociągowej czy hydroforowej dla zmniejszenia zapotrzebowania na energię…
Każde przekształcanie energii wiąże się ze stratami wynikającymi ze sprawności przekształcania, do tego dochodzą straty przy przechowywaniu.
Wielu z was na hasło magazynowanie energii myśli o banku akumulatorów, ale wielu zapomina, że akumulator nie jest idealny, że aby wyjąć 100% trzeba do niego włożyć ok. 140%. Akumulatory nie lubią intensywnego ładowania, źle znoszą zbyt głębokie rozładowanie. Do tego dochodzi zjawisko upływności własnej spadek pojemności związany ze starzeniem i zużywaniem cię w miarę ilości cykli pracy. Pomijając już koszty tych akumulatorów i ilość potrzebnego miejsca oraz konieczność właściwej wentylacji i zapewnienia optymalnych temperatur.
Tańsze i bardziej skuteczne(krótkoterminowo) jest magazynowanie tej energii w postaci ciepła, szczególnie, jeśli potraktuje się to, jako bufor obniżający ilość pobieranej energii z sieci i wykorzystanie chwilowych naddatków zielonej energii.
Jednak każdy przypadek trzeba traktować i rozważać indywidualnie, bo każdy zaczyna z innym „kapitałem początkowym” w postaci posiadanego sprzętu i rozwiązań, oraz każdy z nas ma nieco inne potrzeby i oczekiwania to, co jednemu nie przeszkadza lub wręcz odpowiada, innej osobie może okazać się nieakceptowalną wadą.
Wszystkim wam życzę Wesołych Świąt i Szczęśliwego Nowego Roku oraz szybkiej realizacji marzeń.
Dodano po 13 [minuty]: dondu napisał:
Inny aspekt, to stałość dostaw energii elektrycznej - niestety w nocy słońce nie świeci, a wiatr także często nie wieje i to przez kilka dni. Dlatego musimy mieć elektrownie konwencjonalne (węgiel, atom, woda - choć i ta czasami zawodzi patrz Wisła w tym roku).
@dondu, piszesz, że wiatr często nie wieje, to prawda, ale w jednym miejscu, w jakim jesteś i obserwujesz. To że nie wieje np. w Warszawie nie znaczy, że nie wieje także w Gdańsku, Wrocławiu, Szczecinie i Nowym Sączu. Jeśli te siłownie wiatrowe byłyby rozmieszczone w miarę równomiernie po całej Polsce, w najbardziej przemyślanych lokalizacjach o najkorzystniejszych warunkach wiatrowych, to w czasie, gdy np. na wschodzie akurat by nie wiało, to na zachodzie właśnie pracowałyby one dość dużą mocą...
Często jeżdżę przez Niemcy i jakoś po naszej stronie granicy, nie opłaca się stawiać wiatraków, a tuż za granicą jest ich cały las i większość z nich kręci się za każdym razem jak tam przejeżdżam...
To co mnie zawsze zaskakuje to to ze dofinansowania zawsze biora sie z kosmosu i nikt ich nie uwzglednia 
ot chyba Mikolaj rozdaje kase z wlasnego skarbca 
