Jak zainstalować liczniki mocy z zabezpieczeniem przed odwrotnym obciążeniem (zerowym eksportem) w systemach fotowoltaicznych – kompletny przewodnik

Wstęp

W miarę przyspieszania wdrażania technologii fotowoltaicznej (PV) coraz więcej projektów staje przed koniecznościąwymagania zerowego eksportuZakłady energetyczne często zabraniają odprowadzania nadmiaru energii słonecznej do sieci, szczególnie na obszarach z nasyconymi transformatorami, niejasną kwestią własności praw do przyłączenia do sieci lub surowymi przepisami dotyczącymi jakości energii. Ten przewodnik wyjaśnia, jak zainstalowaćmierniki mocy antyrewersyjne (zerowy eksport), dostępne podstawowe rozwiązania i odpowiednie konfiguracje dla różnych rozmiarów i zastosowań systemów fotowoltaicznych.

1. Kluczowe kwestie do rozważenia przed instalacją

Obowiązkowe scenariusze dla zerowego eksportu

• Nasycenie transformatora:Gdy lokalne transformatory pracują już przy dużej mocy, odwrotny przepływ prądu może spowodować przeciążenie, wyłączenie lub awarię sprzętu.

• Tylko do użytku własnego (eksport do sieci nie jest dozwolony):Projekty bez zgody na przyłączanie do sieci muszą zużywać całą wytworzoną energię lokalnie.

• Ochrona jakości zasilania:Odwrotny prąd może wprowadzać składowe stałe, harmoniczne lub niezrównoważone obciążenia, pogarszając jakość sieci.

Lista kontrolna przed instalacją

• Zgodność urządzenia: Upewnij się, że znamionowa pojemność licznika odpowiada rozmiarowi instalacji fotowoltaicznej (jednofazowa ≤8 kW, trójfazowa >8 kW). Sprawdź komunikację falownika (RS485 lub równoważny).

• Środowisko: W przypadku instalacji zewnętrznych należy przygotować obudowy odporne na warunki atmosferyczne. W przypadku systemów wieloinwerterowych należy zaplanować okablowanie magistrali RS485 lub koncentratory danych Ethernet.

• Zgodność i bezpieczeństwo:Potwierdź punkt podłączenia do sieci z dostawcą usług i sprawdź, czy zakres obciążenia odpowiada oczekiwanej generacji energii fotowoltaicznej.

2. Podstawowe rozwiązania bezeksportowe

Rozwiązanie 1: Ograniczanie mocy za pomocą sterowania falownikiem

• ZasadaInteligentny licznik mierzy kierunek prądu w czasie rzeczywistym. W przypadku wykrycia przepływu wstecznego licznik komunikuje się z falownikiem za pomocą RS485 (lub innych protokołów), który zmniejsza moc wyjściową do momentu, aż eksport prądu wyniesie 0.

• Przypadki użycia:Obszary nasycone transformatorami, projekty samowystarczalne ze stabilnymi obciążeniami.

• Zalety:Proste, tanie, szybka reakcja, nie wymaga przechowywania.

Rozwiązanie 2: Absorpcja obciążenia lub integracja magazynowania energii

• Zasada:Licznik monitoruje prąd w punkcie przyłączenia do sieci. Zamiast ograniczać moc falownika, nadmiar energii jest kierowany do systemów magazynowania lub odbiorników (np. grzejników, urządzeń przemysłowych).

• Przypadki użycia:Projekty o bardzo zmiennych obciążeniach lub w których priorytetem jest maksymalizacja generacji energii fotowoltaicznej.

• Zalety:Inwertery pracują w trybie MPPT, energia nie jest marnowana, a system uzyskuje wyższy zwrot z inwestycji (ROI).

3. Scenariusze instalacji według rozmiaru systemu

Systemy jednoinwerterowe (≤100 kW)

• Konfiguracja:1 falownik + 1 dwukierunkowy inteligentny licznik.

• Pozycja miernika:Pomiędzy wyjściem prądu przemiennego falownika a wyłącznikiem głównym. Nie należy podłączać żadnych innych obciążeń pomiędzy nimi.

• Kolejność okablowania: Falownik fotowoltaiczny → Przekładniki prądowe (jeśli są używane) → Inteligentny licznik energii → Wyłącznik główny → Obciążenia lokalne / Sieć.

• Logika:Miernik mierzy kierunek i moc, a następnie falownik dostosowuje moc wyjściową do obciążenia.

• Korzyść:Łatwe okablowanie, niskie koszty, szybka reakcja.

Systemy wieloinwerterowe (>100 kW)

• Konfiguracja:Wiele inwerterów + 1 inteligentny licznik energii + 1 koncentrator danych.

• Pozycja miernika:W punkcie sprzężenia sieci wspólnej (wszystkie wyjścia falownika łącznie).

• Okablowanie: Wyjścia falownika → Szyna zbiorcza → Licznik dwukierunkowy → Koncentrator danych → Wyłącznik główny → Sieć/Obciążenia.

• LogikaKoncentrator danych zbiera dane z licznika i rozdziela polecenia proporcjonalnie do każdego falownika.

• Korzyść: Skalowalna, scentralizowana kontrola, elastyczne ustawienia parametrów.

4. Instalacja w różnych typach projektów

Projekty wyłącznie nastawione na autokonsumpcję

• Wymóg: Eksport siatki jest niedozwolony.

• Pozycja miernika:Pomiędzy wyjściem prądu przemiennego falownika a lokalnym wyłącznikiem obciążenia. Nie jest używany przełącznik połączenia sieciowego.

• Sprawdzać:Test przy pełnej generacji bez obciążenia — falownik powinien zredukować moc do zera.

Projekty nasycenia transformatorów

• Wymóg:Podłączenie do sieci jest dozwolone, ale odwrotne zasilanie jest surowo zabronione.

• Pozycja miernika:Między wyjściem falownika a wyłącznikiem połączenia sieciowego.

• Logika:W przypadku wykrycia odwrotnego napięcia falownik ogranicza moc wyjściową; w ramach zabezpieczenia wyłączniki mogą zostać rozłączone, aby uniknąć naprężenia transformatora.

Tradycyjne projekty autokonsumpcji + eksportu sieciowego

• Wymóg:Eksport dozwolony, ale ograniczony.

• Konfiguracja miernika:Licznik zabezpieczony przed odwrotnym przepływem zainstalowany szeregowo z dwukierunkowym licznikiem rozliczeniowym zakładu energetycznego.

• Logika:Licznik antyodwrotny zapobiega eksportowi; licznik dostawcy rejestruje oddawanie energii wyłącznie w przypadku awarii.

5. Najczęściej zadawane pytania

P1: Czy licznik sam zatrzymuje przepływ wsteczny?
Nie. Licznik mierzy kierunek mocy i raportuje go. Falownik lub kontroler wykonuje tę czynność.

P2: Jak szybko system może zareagować?
Zwykle trwa to od 1 do 2 sekund, w zależności od szybkości komunikacji i oprogramowania układowego falownika.

P3: Co się dzieje w przypadku awarii sieci?
Komunikacja lokalna (RS485 lub sterowanie bezpośrednie) gwarantuje ciągłą ochronę nawet w przypadku braku dostępu do Internetu.

P4: Czy te liczniki mogą działać w systemach rozdzielnofazowych (120/240 V)?
Tak, niektóre modele są zaprojektowane do obsługi konfiguracji z rozdzieloną fazą, stosowanych w Ameryce Północnej.

Wniosek

Zgodność z zasadą zerowego eksportu staje się obowiązkowa w wielu projektach fotowoltaicznych. Instalując inteligentne liczniki energii z zabezpieczeniem przed odwrotnym przepływem w odpowiednim miejscu i integrując je z falownikami, obciążeniami rozładowczymi lub magazynami energii,EPC, wykonawcy i deweloperzymoże dostarczyć niezawodne, zgodne z przepisami systemy solarne. Te rozwiązania nie tylkochronić siatkęale takżemaksymalizacja autokonsumpcji i zwrotu z inwestycjidla użytkowników końcowych.