Instalacja fotowoltaiczna “off grid”, czyli wyspowa lub też nie podłączona do sieci elektroenergetycznej składa się z następujących elementów:
– generator fotowoltaiczny (układ modułów fotowoltaicznych połączonych między sobą szeregowo lub równolegle),
– regulator ładowania (pracujący po stronie wtórej przy napięciu stałym np. 12 lub 24 V),
– inwerter w wykonaniu “off grid”, który na wejściu pracuje na napięciu stałym 12 lub 24 V, natomiast na wyjściu generuje napięcie przemienne,
– baterii akumulatorów,
– elementy zabezpieczające (wyłącznik p.poż po stronie DC i AC, zabezpieczenia nadnapięciowe, zabezpieczenia nadprądowe),
– elementy dodatkowe (nadzór parametrów pracy instalacji, system monitoringu),
– instalacja odgromowa.Po stronie pierwotnej inwertera wpięte są łańcuchy modułów fotowoltaicznych w ten sposób, aby wytwarzanie przez nie napięcie oraz prąd nie przekraczały napięcia i prądu wejściowego regulatora ładowania (w całym zakresie jego pracy uwzględniając ich zmiany wraz ze zmianą warunków atmosferycznych).
Ponadto wielkość baterii akumulatorów uzależniona jest od następujących parametrów:
– ilości dni autonomicznych (w sytuacjach wyjątkowych – bez słonecznych – instalacja musi zapewnić zasilanie z baterii akumulatorów),
– charakterystyki ładowania i rozładowania baterii akumulatorów,
– wielkości dziennego zapotrzebowania na energię elektryczną.Oczywiście możemy również zrezygnować z baterii akumulatorów, jeśli będziemy w stanie w całości wykorzystać wytworzoną energię elektryczną, bez konieczności jej magazynowania. Niestety w przypadku magazynowania energii elektrycznej za pomocą baterii akumulatorów musimy się liczyć z możliwością występowania znacznych strat energii elektrycznej (sięgających nawet 30% wielkości wytworzonej energii).
Planując rozplanowanie modułów fotowoltaicznych na obiekcie należy zwrócić uwagę na możliwe zacienienie modułów związane:
– warunkami terenowych,
– warunkami nasłonecznienia, w szczególności w okresie zimowym kiedy słońce znajduje się najniżej na horyzoncie,Przy planowaniu połączeń przewodowych poszczególnych elementów instalacji fotowoltaicznej należy zwrócić uwagę:
– właściwy dobór przekroju przewodów z punktu widzenia obciążenia prądowego oraz ich całkowitej długości,
– właściwy dobór przekroju i długości przewodów z punktu widzenia dopuszczalnych spadków napięć na poszczególnych odcinkach instalacji.Z uwagi na dużą liczbę transformacji napięcia oraz konieczność magazynowania w instalacjach “off grid” występują zdecydowanie większe straty (dochodzące nawet do 10-20 % energii elektrycznej wytworzonej w generatorze fotowoltaicznym).
Planowanie konfiguracji elektrowni fotowoltaicznej można przeprowadzić za pośrednictwem specjalistycznego oprogramowania dedykowanego dla określonego producenta inwerterów np. SMA Off-Grid Configurator 1.0 firmy SMA, czy ShineDesign firmy Growatt.Ponadto podczas planowania instalacji fotowoltaicznej należy uwzględnić dopuszczalną obciążalność mechaniczną obiektu na którym będzie zamontowana (w tym, obciążenia statyczne wynikające z ciężaru konstrukcji generatora fotowoltaicznego oraz śniegu/lodu i dynamiczne wynikające z obciążeń generowanych przez wiatr).
