Instalacja Off-grid

Instalacja off-grid - czym jest?

Instalacja off-grid, to instalacja fotowoltaiczna, która nie jest podłączona do sieci. Tutaj należy podkreślić, że zarówno może być to fotowoltaika nie podłączona do sieci energetycznej, lub fotowoltaika wyposażona w specjalną rozdzielnię z rozłącznikiem 3-polowym, który zapewni możliwości rozłączenia instalacji od sieci zewnętrznej. Takie podejście zapewnia użytkownikowi kompletną niezależność energetyczną w zakresie kosztów i dostaw energii elektrycznej. Jest to możliwe dzięki podłączeniu do falownika hybrydowego zarówno paneli fotowoltaicznych, jak i dedykowanego magazynu energii.

Dzięki takiemu połączeniu nadwyżki energii elektrycznej pochodzące z działania paneli fotowoltaicznych trafią do baterii magazynu energii, a nie do sieci zewnętrznej. To pozwala na korzystania z własnego prądu w dogodnym dla siebie czasie. Własna energia elektryczna to również, duże ułatwienie wszędzie tam, gdzie przyłączenie obiektu do sieci jest trudne i kosztowne, lub niemożliwe.

Instalacja off grid gwarantuje brak przerw w dostawie prądu, co przydaje się zwłaszcza wtedy, gdy zasilanie sieciowe charakteryzuje się powtarzającymi się awariami i przerwami w dostawie energii. Mając własny prąd bez podłączenia do sieci żadna awaria nam niestraszna i nie grozi nam brak energii elektrycznej. Instalacja off-grid to także idealna odpowiedź na obecny system rozliczania net-billing z godzinowym naliczaniem kosztów energii elektrycznej.

Z czego powinien składać się zestaw instalacji off-grid?

Fotowoltaika off-grid dla domu od Lumel PV Home
schemat instalacji offgrid na przykładzie zastosowania w gospodarstwie domowym

Każdy zestaw instalacji off-grid powinien składać się z generatora energii elektrycznej, którym są zamontowane panele fotowoltaiczne. Kolejnym istotnym elementem całej instalacji off-grid jest falownik hybrydowy, który przetwarza prąd stały w prąd zmienny oraz zarządza przepływem energii elektrycznej. Trzecim i równie ważnym elementem zestawu offgrid jest magazyn energii, który pozwoli na przetrzymywanie prądu w bateriach oraz jego użytkowania w dowolnym momencie. 

Dodatkowo oczywiście należy pamiętać o zastosowaniu odpowiedniej i wysokiej jakości zabezpieczeń elektrycznych w rozdzielniach AC i DC oraz zabezpieczeń przeciwpożarowych. Jest to szczególnie istotne przy posiadaniu magazynu energii w domu, aby niepożądane zdarzenia nie wywołały negatywnych skutków w instalacji elektrycznej naszego budynku oraz nie doprowadziły do powstania pożaru. Również trzeba tutaj wspomnieć o właściwym wykonaniu uziemienia całej instalacji co również wpływa na bezpieczeństwo pracy instalacji fotowoltaicznej.

Zalety instalacji off-grid wykonanej przez LUMEL

Oczywiście pierwszą i najważniejszą zaletą instalacji off-grid będzie niezależność energetyczna i uwolnienie się od dynamicznych i stale rosnących cen energii elektrycznejDlatego instalacje fotowoltaiczne typu off-grid to szybko zyskują na popularności. Jak każde rozwiązanie, instalacja off-grid ma swoje zalety, natomiast w pewnych przypadkach bardziej opłacalnym będzie zamontowanie fotowoltaiki w opcji on-grid. Wszystko zależy od danych potrzeb klienta oraz wniosków, jakie zostaną opracowane przez specjalistę LUMEL po wykonania audytu fotowoltaicznego.  Natomiast przyjmując, że wybór instalacji off-grid będzie najbardziej optymalnym dla danego klienta, może on liczyć na następujące korzyści:

  • całkowite uniezależnienie się od cen energii elektrycznej oraz sprzedawców i operatorów energetycznych,
  • możliwość wykorzystania całej wyprodukowanej energii,
  • eliminacja skoków napięcia z sieci zewnętrznej,
  • dostęp do energii elektrycznej w okresach awarii sieci zewnętrznej lub w miejscach, gdzie przyłączenie się do sieci energetycznej nie jest możliwe,
  • jeżeli instalacja fotowoltaiczna typu off-grid pracuje na rzecz przedsiębiorstwa należy również podkreślić, że przełoży się na minimalizację opłat i podatków związanych z śladem węglowym.

Instalacja fotowoltaiczna typu offgrid jest również bardzo korzystna z punktu widzenia Operatora Sieci Dystrybucji, ponieważ odciąża ona obłożenie linii przesyłowych. Wracamy tutaj znowu do kwestii magazynowania nadwyżek energii w własnych bateriach, minimalizując oddawanie prądu do sieci zewnętrznej. Dzięki temu na instalacje off-grid dużo łatwiej otrzymać Warunki Przyłączeniowe w przypadku zwiększenia mocy, lub zgłoszenia instalacji PV.

Z jednej strony instalacja off-grid jest droższa niż instalacja fotowoltaiczna z zwykłym falownikiem sieciowym, ale możliwość uzyskania dotacji powoduje, że relatywnie koszt inwestycji zrównuje się do poziomu inwestycji w instalację PV typu on-grid (sieciową). Należy również pamiętać, że obecnie rządowe dofinansowania przysługują wyłącznie na instalacje fotowoltaiczne wyposażone w magazyny energii. Dodatkowo czynnikiem powodującym zwiększenie poziomu zwrotu z inwestycji w instalację off-grid jest uniknięcie kosztów kupna energii w cenach wyższych niż ceny sprzedaży własnej energii pochodzącej z paneli fotowoltaicznych.

Jak działa falownik hybrydowy w instalacji off-grid (wyspowej)?

LUMEL - falowniki sieciowe i hybrydowe KStar

Aby instalacja off-grid mogła funkcjonować musi być wyposażona w falownik hybrydowy z wbudowaną funkcją back-up (tylko wtedy będziemy mogli mówić o falowniku wyspowym i instalacji PV wyspowej). Falownik hybrydowy (off-grid) może działać bez podłączenia do sieci zewnętrznej. Funkcjonuje on w oparciu o dwa źródła energii. Pierwsze źródło, to panele fotowoltaiczne i tutaj falownik przekształca prąd stały (DC), na prąd zmienny (AC), który jest wykorzystywany w większości urządzeń elektrycznych. Drugim źródłem prądu jest magazyn energii. Falownik hybrydowy reguluje nie tylko napięcie oraz częstotliwość energii elektrycznej, ale również monitoruje produkcję prądu z paneli fotowoltaicznych oraz zarządza przepływem energii elektrycznej.

Ile kosztuje instalacja off-grid?

Na cenę końcową instalacji off-grid przede wszystkim mają wpływ takie składowe jak:

  • falownik hybrydowy (jest on około 2 razy droższy niż falownik sieciowy o takiej samej mocy)
  • magazyn energii (jego cena finalna zależy od dobranej pojemności, gdzie za każde 5kWh pojemności trzeba zapłacić od ok. 6 000 zł do 9 000 zł)
  • rozdzielnica zasilania rezerwowego
  • podłączenie i konfiguracja magazynu energii

Elementy instalacji PV wymienione powyżej powodują, że często instalacja fotowoltaiczna off-grid jest około dwa razy droższa niż zwykła instalacja fotowoltaiczna typu on-grid. Pozostałe elementy jak panele fotowoltaiczne, konstrukcja wsporcza, rozdzielnice AC i DC oraz system uziemienia są takie same dla obu typów instalacji fotowoltaicznych. Pragniemy podkreślić, że dla dokładnego oszacowania kosztów wykonania instalacji off-grid konieczne jest przeprowadzanie audytu fotowoltaicznego, a następnie stworzenie projektu instalacji fotowoltaicznej typu off-grid.

Czy instalacja off-grid jest legalna i czy trzeba ją zgłaszać do OSD?

Fotowoltaika off-grid jest legalna i dopuszczona do użytkowanie przez obecnie obowiązujące przepisy prawa. Natomiast, czy istnieje obowiązek zgłoszenia instalacji off-grid do Operatora energetycznego zależy od kilku czynników. Po pierwsze, jeżeli planowana instalacja off-grid będzie mikroinstalacją domową do mocy 50 kW w konfiguracji wyspowej i nie będzie miała żadnego wpływu na działanie sieci elektroenergetycznej, to nie będzie musiała być zgłoszona do OSD. Po drugie, jeżeli planowana instalacja przekroczy moc przyłączeniową na obiekcie lub 50 kWp swojej mocy nominalnej będzie konieczne wystąpienie o wydanie Warunków Przyłączeniowych. Jeśli w tym dokumencie zawrzemy informację, że planowana jest fotowoltaika wyposażona w magazyny energii w opcji wyspowej, to inwestor nie powinien mieć żadnego problemu, aby taką instalację zgłosić bez żadnych dodatkowych wymagań.

Różnice między instalacją fotowoltaiczną typu off-grid a on-grid

W powyższych akapitach napisaliśmy już na czym polega instalacja off-grid i w jakich podstawowych funkcjach różni się od instalacji fotowoltaicznych typu on-grid. W tym miejscu opiszemy i podsumujemy wszystkie różnice między fotowoltaikami off-grid. Poniżej znajdą Państwo listę różnic:

  • Źródło energii – instalacja fotowoltaiczna typu off-grid, dzięki falownikowi hybrydowemu opiera się o dwa źródła energii: panele fotowoltaiczne i magazyn energii. Oczywiście jeżeli będzie taka wola inwestora, dzięki zastosowaniu specjalnej rozdzielnicy z rozłącznikiem 3-polowym, możemy również taką instalację wpiąć do sieci elektroenergetycznej. Instalacja on-grid wykorzystuje falownik sieciowy, który jak sama nazwa wskazuje musi być zasilony przez sieć zewnętrzną aby działał i przetwarzał prąd stały pochodzący z modułów fotowoltaicznych. 
  • Magazynowanie energii – akumulacja energii elektrycznej jest możliwa wyłącznie w instalacji PV posiadającej falownik hybrydowy, w przypadku instalacji sieciowej nadwyżki energii możemy gromadzić wyłącznie tzw. magazynie wirtualnym danego operatora sieci energetycznej, gdzie wysłana energia jest przeliczana na złotówki. Natomiast niestety zawsze cena odsprzedaży energii do operatora będzie znacząco niższa niż koszt zakupionej energii elektrycznej z sieci zewnętrznej.
  • Ciągłość zasilania – tutaj instalacje off-grid posiadają niebagatelną przewagę nad instalacjami on-grid. Dzięki zmagazynowanej energii falownik hybrydowy może pracować bez dostępu do zasilania z sieci zewnętrznej. Natomiast instalacja on-grid przestanie pracować, gdy dojdzie do awarii zasilania w sieci elektroenergetycznej lub napięcie w sieci zewnętrznej przekroczy 253V.
  • Poziom skomplikowania fotowoltaiki z magazynem energii – należy pamiętać, że instalacja fotowoltaiczna typu off-grid wymaga od ekipy instalacyjnej dużo większych kompetencji z zakresu elektryki (istotne prawidłowe rozpoznanie połączeń elektrycznych w rozdzielni głównej klienta) oraz dokładności w pracach montażowych. Pamiętajmy, że magazyn energii jest bardzo istotnym urządzeniem patrząc na bezpieczeństwo pracy. 
  • Koszty inwestycji – instalacja off-grid jest początkowo droższa, jak już pisaliśmy wcześniej z uwagi na wyższe koszty falownika hybrydowego, magazynu energii, wymaganego osprzętu oraz dodatkowych prac podłączeniowych. Natomiast z pewnością inwestycja w instalację off-grid zwróci się nam bardzo szybko.
  • Zarządzanie energią – w przypadku zwykłych instalacji sieciowych nawet wyposażonych w dwukierunkowy miernik energii mamy możliwość wyłącznie monitoringu przepływu energii. W przypadku instalacji off-grid wyposażonej również w system EMS możemy decydować o kierunkach przepływu energii elektrycznej w danym okresie czasu. Dzięki temu istnieje duża szansa na optymalne zużycie energii pochodzącej z paneli fotowoltaicznych.

Który typ fotowoltaiki jest bardziej opłacalny? On-grid czy off-grid?

LUMEL - Mój Prąd, fotowoltaika

Przede wszystkim, aby określić który typ instalacji off-grid, czy on-grid jest bardziej opłacalny, należy przeprowadzić gruntowny audyt fotowoltaiczny. Dzięki niemu będziemy w stanie określić, jak wygląda zużycie dobowe energii i który system fotowoltaiczny sprawdzi się najlepiej. W przypadku, gdy będziemy mieli do czynienie na przykład z budynkiem biurowym, lub usługowym, który jest użytkowany głównie w ciągu dnia (godzin pracy), to może się okazać, że dużo lepszą inwestycją będzie instalacja fotowoltaiczna typu on-grid, gdzie znakomita część wyprodukowanego prądu od razu zostanie przeznaczona na autokonsumpcję energii. Natomiast, w przypadku gdy prąd jest zużywany w danym budynku również po zachodzie Słońca lub/i chcemy uniezależnić się od awarii zasilania z pewnością dużo lepszym wyborem będzie inwestycja w instalację fotowoltaiczną typu off-grid. Dodatkowo trzeba pamiętać, że instalacja PV wyposażona w magazyn energii daje nam możliwość korzystania z tzw. arbitrażu cenowego, czyli gromadzenia energii w okresach, gdy jest ona najtańsza i wykorzystywania jej w okresach wysokich cen za 1 kWh.

Czy na instalację off-grid z magazynem energii można otrzymać dofinansowanie?

Odpowiadając od razu na pytanie, czy na swoją fotowoltaikę off-grid mogę uzyskać dotację, odpowiedź brzmi tak! Co więcej obecne trendy sektora energetycznego oraz zamiany w regulaminie rządowej dotacji Mój Prąd premiują wyłącznie instalacja fotowoltaiczne z magazynami energii. Pragniemy również podkreślić, że potencjalne dofinansowanie może pokryć całkowicie kwotę wydaną na falownik hybrydowy oraz magazyn energii. Dzięki czemu może się okazać, że nasza instalacja off-grid finalnie kosztowała nas tyle, co zwykła instalacja fotowoltaiczna typu on-grid. Dodatkowo cały koszt inwestycji możemy jeszcze obniżyć o wartość ulgi termomodernizacyjny, oczywiście pomniejszonej o wartość dofinansowania. Natomiast pamiętajmy, że kluczowym dokumentem wymaganym przez NFOŚiGW do przyjęcia wniosku o dofinansowanie, będzie dokument odbioru instalacji PV przez operatora OSD.

Dotacja do fotowoltaiki - program Mój Prąd 6.0

Instalacja off-grid - szybkie pytania i odpowiedzi

Systemy fotowoltaiczne off-grid są najczęściej wykorzystywane w lokalizacjach, gdzie nie ma dostępu do sieci elektroenergetyczne, lub takie przyłącze byłoby nieopłacalne, takich jak domki letniskowe, gospodarstwa wiejskie, schroniska górskie czy stacje badawcze. Mogą także służyć jako źródło zasilania w mobilnych zastosowaniach, takich jak kampery, łodzie czy instalacje tymczasowe. Dzięki swojej niezależności są idealnym rozwiązaniem dla osób, które chcą uniezależnić się od sieci zewnętrznej.

Instalacja off-grid może zasilić zarówno pojedyncze urządzenia elektryczne, jak i cały dom. Natomiast najważniejsze jest tutaj odpowiednie zdiagnozowanie obciążenie na poszczególnych fazach i dobór odpowiedniego falownika hybrydowego. Istotną kwestią jest również takie korzystanie z urządzeń, aby nie doprowadzić do przeciążenia pojedynczej fazy w zakresie poboru energii elektrycznej.

Aby optymalnie dobrać pojemność magazynu energii, najpierw należy dokładnie zapoznać się z zużyciem energii w danym budynku zarówno w danym miesiącu, jak i w rozbiciu na dni. Modelowo powinniśmy dążyć do obliczenia średniodziennego zapotrzebowania na energię elektryczną, a pojemność magazynu energii powinna wystarczać na zapewnienie prądu na około dwa dni.

Jeżeli zapewnimy odpowiednią pojemność magazynu energii. Falownik hybrydowy będzie w stanie obsłużyć zapotrzebowanie na każdej fazie, a do tego panele fotowoltaiczne będą doładowywały magazyn to możemy zasilać urządzenia cały czas. 

Jak każda instalacja fotowoltaiczna, również instalacja off-grid wymaga cyklicznych przeglądów serwisowych. Jest to z jednej strony wymóg producentów poszczególnych komponentów fotowoltaicznych. Z drugiej strony jest to również dbałość o nasze bezpieczeństwo i efektywną pracę całego systemu fotowoltaicznego.

Przede wszystkim na pytanie, czy istnieje możliwość rozbudowy instalacji fotowoltaicznej, trzeba wiedzieć jaki falownik jest zainstalowany i ile jeszcze zapasu mocy mamy do wykorzystania. Standardowo każdy falownik można rozbudować o około 35% jego mocy nominalnej. W przypadku magazynu energii sprawa jest mniej skomplikowana. Oferowane przez LUMEL magazyny energii mają modułową budowę, a baterie są połączone równolegle. Dzięki czemu w dowolnym momencie możemy dołożyć dodatkowy moduł bateryjny i będzie on pracował na swojej własnej efektywności.

Instalacje fotowoltaiczne typu off-grid od LUMEL - podsumowanie

Jak już wyjaśnialiśmy instalacja off-grid, to instalacja fotowoltaiczna, która może funkcjonować bez podłączenia do sieci elektroenergetycznej. Posiadanie takiego systemu fotowoltaicznego pozwala na osiągnięcie niezależności energetycznej oraz szeregu innych korzyści. Natomiast należy pamiętać, że tylko doświadczony i kompetentny doradca optymalnie dobierze nie tylko są moc instalacji off-grid, ale również pozostałe komponenty systemu instalacji wyspowej. Optymalne dobrana instalacja fotowoltaiczna typu off-grid to szybki zwrot z inwestycji, wymierne oszczędności oraz możliwość skorzystania z dotacji rządowej – programu „Mój Prąd”. W ramach wsparcia LUMEL nasi klienci otrzymują kompleksowe od poziomu doboru właściwych komponentów, przez profesjonalny montaż po organizację wymaganej dokumencji, również pod dotacje rządowe.