Στο παρόν άρθρο θα μελετήσουμε την ηλεκτροδότηση μόνιμης κατοικίας στην Παλλήνη Αττικής μέσω αυτόνομου φωτοβολταϊκού συστήματος με μπαταρίες χωρίς σύνδεση με τη ΔΕΗ καθώς και το σύστημα τηλεμετρίας Victron Color Control GX που περιλαμβάνει η εγκατάσταση. Τα πάνελ βρίσκονται σε κλίση 30 μοίρες σε νότιο προσανατολισμό και κάθετη διάταξη portrait.

• Inverter φωτοβολταϊκών
  

Η ισχύς του inverter καθορίζεται από το πόσες και ποιες συσκευές θέλουμε να λειτουργούν ταυτόχρονα. Στην συγκεκριμένη κατοικία έχουμε:

Αντιστροφέας της εγκατάστασης είναι ο Victron Quattro 8kVA που δίνει ωφέλιμη ισχύ 6,5kW. Μπορούν να λειτουργούν για παράδειγμα ταυτόχρονα όλες οι συσκευές εκτός από το φούρνο και το μάτι της κουζίνας.

Ο συγκεκριμένος αντιστροφέας είναι ταυτόχρονα και φορτιστής μπαταριών. Έτσι μπορεί στο σύστημα να προστεθεί γεννήτρια - υβριδικό σύστημα - και όταν η τάση της μπαταρίας πέσει κάτω από την τιμή που αντιστοιχεί σε 50% βάθος εκφόρτισης μέσω πίνακα αυτοματισμού ξεκινά η γεννήτρια και αναλαμβάνει να φορτίσει τις μπαταρίες – το υπόλοιπο ρεύμα της περνάει στο φορτίο.

• Φωτοβολταϊκά πάνελ

Η ισχύς του φωτοβολταϊκού προκύπτει από την ημερήσια κατανάλωση ενέργειας που πρέπει να καλύπτεται από το φωτοβολταϊκό - το οποίο δευτερευόντως κρατά τις μπαταρίες φορτισμένες. H ημερήσια κατανάλωση ενέργειας στην περίπτωσή μας είναι περίπου 7,5kWh στη χειρότερη περίπτωση από άποψη ηλιοφάνειας, δηλαδή τους χειμερινούς μήνες, και διαμορφώνεται ως εξής:

Τα 12 φωτοβολταϊκά πάνελ Q-CELLS Q.Peak Duo G5 των 320Wp της εγκατάστασης δίνουν ενέργεια έως 10kWh - 7,8kWh κατά μέσο όρο - τη μέρα στη χειρότερη περίπτωση από άποψη ηλιοφάνειας, τους χειμερινούς μήνες. Έτσι ικανοποιούν την ημερήσια ζήτηση ενέργειας και ταυτόχρονα κρατούν τις μπαταρίες φορτισμένες. Το καλοκαίρι η ημερήσια παραγωγή είναι περίπου 2,5 φορές μεγαλύτερη που σημαίνει δυνατότητα για 2,5 φορές μεγαλύτερη ημερήσια κατανάλωση ενέργειας.

• Μπαταρίες φωτοβολταϊκών

Η χωρητικότητα και η τάση των μπαταριών επιλέγεται με βάση τις εξής παραμέτρους:

- το βάθος εκφόρτισης : όσο πιο πολύ εκφορτίζονται οι μπαταρίες τόσο μειώνεται η διάρκεια ζωής τους γι’ αυτό επιλέγουμε βάθος εκφόρτισης 50% που αντιστοιχεί σε τιμή τάσης 47,5V κάτω από την οποία ξεκινά η γεννήτρια

- τις απαιτούμενες ημέρες αυτονομίας το χειμώνα : η ενέργεια που μπορούν να αποθηκεύσουν οι μπαταρίες πρέπει να είναι 4πλάσια της ημερήσιας κατανάλωσης, για βάθος εκφόρτισης 50%, δηλαδή 30kWh περίπου εάν θέλουμε 2 ημέρες αυτονομία ρεύματος σε περίπτωση συννεφιάς και κακοκαιρίας 

- την ισχύ του φωτοβολταϊκού : για τα 12 πάνελ των 320Wp η τάση των μπαταριών επιλέγεται στα 48V.

Με βάση αυτά η συστοιχία των μπαταριών αποτελείται από 24 2βολτες μπαταρίες SOPzV 710Ah C120. Σε 120 ώρες χρόνο εκφόρτισης η μπαταρία δίνει 710Ah. Σε 24 ώρες χρόνο εκφόρτισης (C24) - ρυθμός που είναι πιο κοντά στην πραγματικότητα δεδομένου ότι στην περίπτωσή μας έχουμε αρκετά βραδινή χρήση οπότε και παίρνουμε ενέργεια από τη μπαταρία και όχι απευθείας από το φωτοβολταϊκό - δίνει 650Ah, δηλαδή αποθήκευση ενέργειας 31,2kWh στα 48V που είναι η επιθυμητή. Οι συγκεκριμένες μπαταρίες με GEL ηλεκτρολύτη έχουν πάνω από 2.500 κύκλους φόρτισης-εκφόρτισης για βάθος εκφόρτισης 50% και δε χρειάζονται συντήρηση με συμπλήρωση απιονισμένου νερού.

• Ρυθμιστής φόρτισης μπαταριών φωτοβολταϊκών

Ρυθμιστής φόρτισης της εγκατάστασης είναι ο Victron SmartSolar 70A στα 48V με MPPT αλγόριθμο για 30% περισσότερη απορρόφηση ενέργειας σε σχέση με τους παλιούς PWM ρυθμιστές φόρτισης.

• Απομακρυσμένη παρακολούθηση αυτόνομου φωτοβολταϊκού

Η εγκατάσταση περιλαμβάνει το σύστημα τηλεμετρίας Victron Color Control GX. Στο Color Control συγκεντρώνονται όλα τα ηλεκτρικά δεδομένα των επιμέρους τμημάτων του αυτόνομου φωτοβολταϊκού συστήματος. Συνδέεται ενσύρματα (ethernet) ή ασύρματα (Wi-fi) με το modem/router της οικίας. Με αυτόν τον τρόπο και μέσω του portal VRM (Victron Remote Management) ο πελάτης (και ο μηχανικός) έχει ανά πάσα στιγμή απομακρυσμένη εποπτεία όλων των δεδομένων του συστήματος και δυνατότητα ρυθμίσεων.

Τι εμφανίζεται στην οθόνη του laptop και του smartphone του πελάτη και του μηχανικού? Ας δούμε χαρακτηριστικές εικόνες που μας δίνει το Color Control μέσω του VRM. Ένα χαρακτηριστικό στιγμιότυπο την ηλιόλουστη Κυριακή 3/2/2019 στις 12.52 το μεσημέρι:

√ Ζητείται ισχύς 3.223W απ' το φωτοβολταϊκό απ’ τα οποία τα 2.710W πηγαίνουν στο φορτίο και τα υπόλοιπα στην μπαταρία, η οποία είναι φορτισμένη κατά 94,6%.

√ Τι ζήτηση ενέργειας απ' το φωτοβολταϊκό είχαμε τον Ιούλιο του 2018? Τί ποσοστό αυτής πήγε απευθείας στην κατανάλωση και τί στην μπαταρία?