Proti zpětnému toku energie v rezidenčních solárních systémech: Proč je to důležité a jak to ovládat

Úvod: Proč se zpětný tok energie stal skutečným problémem

Vzhledem k tomu, že se rezidenční solární fotovoltaické systémy stávají stále běžnějšími, mnoho majitelů domů se domnívá, že export přebytečné elektřiny zpět do sítě je vždy přijatelný. Ve skutečnosti je to ale...zpětný tok energie– když elektřina proudí ze solárního systému domu zpět do veřejné sítě – se stává rostoucím problémem pro energetické společnosti po celém světě.

V mnoha regionech, zejména tam, kde nebyly nízkonapěťové distribuční sítě původně navrženy pro obousměrný tok energie, může nekontrolované vkládání energie do sítě způsobit nestabilitu napětí, poruchy ochran a bezpečnostní rizika. V důsledku toho dodavatelé energií zavádějípožadavky na nulový export nebo zamezení zpětného toku energiepro rezidenční a malé komerční fotovoltaické instalace.

To vedlo majitele domů, instalatéry a projektanty systémů k položení zásadní otázky:
Jak lze přesně detekovat a řídit zpětný tok energie v reálném čase, aniž by byla obětována vlastní spotřeba solární energie?

Co je to zpětný tok energie v rezidenčním fotovoltaickém systému?

K zpětnému toku energie dochází, když okamžitá solární generace překročí místní spotřebu domácností, což způsobuje, že přebytečná elektřina teče zpět do energetické sítě.

Mezi typické situace patří:

• Polední solární špičky s nízkým zatížením domácností

• Domy vybavené naddimenzovanými fotovoltaickými panely

• Systémy bez skladování energie nebo kontroly exportu

Z pohledu rozvodné sítě může tento obousměrný tok narušit regulaci napětí a zatížení transformátoru. Z pohledu majitele domu může zpětný tok energie vést k:

• Problémy s dodržováním předpisů v rámci sítě

• Nucené vypnutí střídače

• Snížené schválení systému nebo sankce na regulovaných trzích

Proč energetické společnosti potřebují antireverzní regulaci toku energie

Dodávky energie vynucují zásady proti zpětnému toku energie z několika technických důvodů:

• Regulace napětíNadměrná výroba může překročit bezpečné limity napětí v síti.

• Koordinace ochranyStarší ochranná zařízení předpokládají jednosměrný tok.

• Stabilita sítěVysoká penetrace nekontrolovaných fotovoltaických systémů může destabilizovat nízkonapěťové napáječe.

V důsledku toho nyní mnoho provozovatelů sítí vyžaduje, aby rezidenční fotovoltaické systémy fungovaly za:

• Režim nulového exportu

• Dynamické omezení výkonu

• Podmíněné vývozní prahy

Všechny tyto přístupy se opírají o jeden klíčový prvek:přesné měření toku výkonu v reálném čase v bodě připojení k síti.

Jak se v praxi detekuje zpětný tok energie

Zpětný tok výkonu se neurčuje pouze uvnitř střídače. Místo toho je nutné jej měřit.v místě, kde se budova připojuje k rozvodné síti.

Toho se obvykle dosáhne instalacíinteligentní měřič energie na bázi kleštína hlavním přívodním elektrickém vedení. Elektroměr nepřetržitě monitoruje:

• Směr činného výkonu (import vs. export)

• Okamžité změny zatížení

• Interakce sítě

Když je detekován odběr energie, elektroměr odešle zpětnou vazbu v reálném čase do střídače nebo řídicí jednotky pro správu energie, což umožňuje okamžitá nápravná opatření.

Role inteligentního měřiče energie v antireverzní regulaci toku energie

V rezidenčním systému s ochranou proti zpětnému toku energie funguje elektroměr jakoreferenční číslo rozhodnutíspíše než samotné ovládací zařízení.

Reprezentativním příkladem jeOWONPC321 Inteligentní WiFi měřič energie, který je určen pro měření pomocí kleští v bodě připojení k síti. Monitorováním velikosti i směru toku energie poskytuje elektroměr základní data potřebná pro logiku řízení exportu.

Mezi klíčové vlastnosti požadované pro tuto roli patří:

• Rychlé vzorkování a reportování

• Spolehlivá detekce směru

• Flexibilní komunikace pro integraci střídačů

• Podpora pro jednofázové a dělené fázové rezidenční systémy

Spíše než slepě omezovat výrobu solární energie tento přístup umožňujedynamické nastavenína základě skutečné poptávky domácností.

Běžné strategie řízení toku energie proti zpětnému směru

Kontrola nulového exportu

Výstup střídače je upraven tak, aby export do sítě zůstal na nule nebo blízko ní. Tato metoda je široce používána v regionech s přísnými zásadami pro rozvodnou síť.

Dynamické omezení výkonu

Místo pevného limitu je výkon střídače průběžně upravován na základě měření v síti v reálném čase, což zlepšuje účinnost vlastní spotřeby.

Koordinace hybridní fotovoltaiky a úložiště

V systémech s bateriemi lze přebytečnou energii před exportem přesměrovat do úložiště, přičemž elektroměr slouží jako spouštěcí bod.

Ve všech případech,zpětná vazba v reálném čase z bodu připojení k sítije nezbytný pro stabilní a kompatibilní provoz.

Úvahy o instalaci: Kam by měl být měřič umístěn

Pro přesnou regulaci toku energie proti zpětnému chodu:

• Měřič energie musí být nainstalovánpřed všemi spotřebiči v domácnosti

• Měření musí probíhat naStrana střídavého prouduna rozhraní mřížky

• Svorky CT musí zcela uzavírat hlavní vodič

Nesprávné umístění – například měření pouze výstupu střídače nebo jednotlivých zátěží – povede k nespolehlivé detekci exportu a nestabilnímu chování regulace.

Aspekty nasazení pro integrátory a energetické projekty

Ve větších rezidenčních projektech nebo instalacích založených na projektech se regulace toku energie proti zpětnému toku stává součástí širšího systémového návrhu.

Mezi klíčové aspekty patří:

• Stabilita komunikace mezi měřičem a střídačem

• Možnost lokálního ovládání nezávisle na cloudovém připojení

• Škálovatelnost napříč více instalacemi

• Kompatibilita s různými značkami měničů

Výrobci jakoOWON, se specializovanými produkty pro inteligentní měření energie, jako je PC321, poskytují měřicí hardware, který lze přizpůsobit pro rezidenční, komerční a projektové energetické systémy vyžadující spolehlivou kontrolu exportu.

Závěr: Přesné měření je základem pro zamezení zpětného toku energie

Regulace toku energie proti zpětnému směru již není na mnoha trzích s rezidenční solární energií volitelná. Zatímco střídače provádějí regulační akce,inteligentní měřiče energie poskytují kritický základ pro měřeníkterý umožňuje bezpečný, vyhovující a efektivní provoz.

Pochopením, kde a jak je detekován zpětný tok energie – a výběrem vhodných měřicích zařízení – mohou majitelé domů a projektanti systémů udržet soulad s předpisy sítě, aniž by to ohrozilo vlastní spotřebu solární energie.

Výzva k akci

Pokud navrhujete nebo nasazujete rezidenční solární systémy, které vyžadují regulaci toku energie proti zpětnému směru, je pochopení měřicí vrstvy nezbytné.
Prozkoumejte, jak mohou inteligentní měřiče energie založené na kleštích, jako je PC321 od společnosti OWON, podporovat přesné monitorování sítě a řízení v reálném čase v moderních fotovoltaických instalacích.

Související čtení:

[Bezdrátový CT svorkový solární invertor: Řízení s nulovým exportem a inteligentní monitorování pro FV a úložiště]