Предназначението на Домашната Ел. Централа (ДЕЦ) е да произвежда и  акумулира ел. енергия за битови нужди.Ел. енергия се използва изцяло за нуждите на домакинството.ДЕЦ не може да произвежда ток, който да се връща обратно в ел. мрежа.

Домашната Ел. Централа (ДЕЦ) е система която включва :

–         хибриден соларен диспечер (инвертор)

–         8 бр. Фото Волтаични (ФВ) поликристални панели

–         акумулаторни батерии

–         разпределително табло за постоянен ток DC

–         комутаторно табло за връзка на ДЕЦ с ел. мрежа 220 V/AC

–         компютър за наблюдение работата на ДЕЦ и настройка на параметрите

–         кабелни линии свързващи системата

Домашната Ел. Централа (ДЕЦ) е монтирана в двуетажна къща в околностите на София.Апаратурата и компонентите на системата са монтирани съобразно архитектурата на къщата, така, че да бъдат лесно достъпни за наблюдение и обслужване.

ДЕЦ е изградена да работи в автономен режим (off grid) т.е. без наличие на електропреносна мрежа.Но ДЕЦ има възможност да бъде свързана с ел. мр ежа и да черпи енергия от нея, когато няма слънце и батериите са разредени.Освен това ДЕЦ има вход за свръзка с токов агрегат, който да бъде използван като резервен захранващ източник, в аварийни случаи.

Хибриден соларен диспечер

Хибриден соларен диспечер

Хибридният соларен диспечер (в текста Диспечер) е интелигентно устройство, което контролира и управлява работата на ДЕЦ в зависимост от настройките, потреблението на ток и произведената слънчева енергия.Диспечерът извършва напълно автоматичен контрол на ДЕЦ, без намесата на оператор.

Диспечерът, който е използван в настоящата ДЕЦ е с номинална мощност 4 кVA, максимална мощност 5 кVA.Диспечерът преобразува постоянното напрежение и ток от ФВ панели в променливо напрежение 220 V.

Работният режим на Диспечера е без наличие на ел. мрежа, но има мрежов вход и може да се присъедини към мрежата, ако съществува такава.Тя се използва като резервен източник на енергия, когато е изчерпана слънчевата енергия.Нивото на  присъединяване към мрежата е 220 V/AC.

Диспечерът може да работи в група (клъстър) от 3 бр. които работят в синхрон и тази група генерира трифазно напрежение 380 V/AC.

Диспечерът може да работи и в паралел до 4 бр., тази група генерире монофазно напрежение   220 V/AC, 20

/DC. kVA.

Диспечерът се свързва с акумулаторна батерия 48 V

Диспечер и пакет батерии

Капацитетът на батерията е 5 kWh, той е подбран в зависимост от условия та на потребление на енергия.В Диспечера е монтиран контролер, който зарежда акумулаторната батерия, когато ФВ панели имат излишък от енергия.Контролeрът следи за зареждането/разреждането на батерията, когато батерията се зареди до зададеното напрежение т.е. на 100% Диспечерът спира зареждането на батерията.По същият начин контролерът следи за разреждането на батерията, когато напрежението на батерията спадне до зададено ниво т.е. батерията се разреди примерно до 50%, Диспечерът прекъсва разреждането.Така се предпазват батериите от повреда и се осигурява оптимално дълъг живот на батериите.

Диспечерът има вход/изход RS232 за връзка с компютър.Мониторингът на системата, добивът на енергия и настройката на параметрите се извършват чрез компютъра.

Фото Волтаични поликристални панели

Фото Волтаичните панели служат да поглъщат слънчевата радиация и произвеждат постоянен ток и напрежение.По фабрични данни, ФВ панели имат КПД 13%.Произведената ел.енергия от панелите се подава към Диспечера на системата ДЕЦ.

ДЕЦ има 8 броя ФВ панела.Мощността на всеки панел е 235 Wp, сумарната мощност на ДЕЦ е 1 900 Wp.Панелите са монтирани на покрива на къщата.Покривът е двускатен, покрит с керемиди и ориентация изток – запад.  Панелите са групирани в четири групи, по два панела в група.

ФВ панели – група изток & група запад

ФВ панели са свързани с кабели с UV защита и влагозащитени съедините  ли.Кабелите са изведени в подпокривното пространство, където се намира DC разпределителното табло.

Всеки ФВ панел генерира 38 V напрежение на празен ход и 30 V под товар.  Макс. ток на всеки панел е 8 А.

Акумулаторна батерия

Акумулаторната батерия натрупва и съхранява ел. енергия произведена от ФВ панели.Когато няма слънце или то не е достатъчно Диспечерът черпи ел. енергия от акумулаторите, преобразува я в 220 V/AC и захранва ел. уреди в къщата.

Акумулатори

Батерията е съставена от 8 бр. оловни, гелови „сухи” акумулатора, 12 V – 55 Ач всеки.Акумулаторите са свързани по два в паралел, а четирите групи последователно.Така се образува пакет батерии с напрежение 48 V, 110  Ач.Капацитетът на акумулаторната батерия е 5 kWh.

Нивото на зареждане/разреждане на батерията се следи от Диспечера, както и големината на зарядния/разрядния ток.Параметрите : напрежение на зареждане, напрежение на разреждане, дълбочина на разряда, източник на ток за батерията (ФВ панели, мрежа или токов агрегат) се задават и променят от компютъра.Така се подбира оптимален режим на работа на ДЕЦ и се гарантира дълъг живот на акумулаторната батерия.

Капацитетът на батерията може да се променя, към батерията може да се добавят допълнително акумулатори с цел увеличаване капацитета.

Разпределително табло DC

Таблото е разположено в подпокривното пространство на къщата.В таблото се събират кабелните  излази на ФВ панели и защитните предпазители.

Таблото е монтирано във влагозащитена кутия IP 65.

От табло DC тръгва кабелната линия, която пренася ел. енергия произведе  на от ФВ панели и я подава към Диспечера.

Комутаторно табло 220 V/AC

Таблото 220 V/AC е връзката на Диспечера с ел. преносната мрежа, която се подава на  АС входа на Диспечера и връзката на Диспечера с ел. инсталацията на къщата.Автоматичните предпазители са поставени на АС входа и изхода на Диспечера.

Таблото 220 V/AC е монтирано в старото електромерно табло на къщата.

Табло 220 V AC

Компютър

Компютърът който се използва е домашният персонален компютър/и на домакинството.Може да се използва всеки преносим или стационарен компютър който има RS 232 вход или USB вход.

Компютърът е свързан чрез кабел FTP с Диспечера и чрез програмата Watch Power има възможност да се наблюдава работата на ДЕЦ в реално време.

Всички важни параметри на системата като : напрежение и честота на мрежата и на изхода на Диспечера, напрежение и ток на ФВ панели, товар на ДЕЦ, заряден и разряден ток на батерията, капацитет на батерията, се индицират и записват в компютъра.Те могат да се наблюдават в табличен и графичен вид 24 часа в денонощието.

През компютъра могат да се задават и основни параметри на работа на Диспечера и ДЕЦ, като вид на използваната батерия, напрежение на заряд/разряд на батерията, дълбочина на разряд, приоритетен източник на енергия и алгоритъм на работа на Диспечера и др.

Тези параметри могат да се въвеждат и чрез бутоните на Диспечера, но това е значително по неудобно и бавно.Информацията която се индицира на панела на Диспечера е оскъдна и не може да се сравняна с пълния пакет данни който се получава от компютъра.

При правилно подбрани параметри, ДЕЦ работи напълно автоматично, Диспечерът сам избира режима на работа и не се нуждае от намеса на  оператор.

Предпазителите в табло DC и таблото 220 V/AC, както и многобройните защити в Диспечера осигуряват безопасната работа на системата ДЕЦ.

Кабелни линии

ДЕЦ има кабелни линии за прав ток DC и за променлив ток АС.  Връзката на ФВ панели с разпределителното табло DC се осъществява със специал ни кабели с UV покритие, тъй като кабелите са положени на покрива и са изложени на слънчева UV радиация.

Разпределителното табло DC се свързва към Диспечера с двупроводна кабелна линия 16 кв.мм. Акумулаторните батерии са разположени под Диспечера и се свързват с два къси кабела към него.

Диспечерът се свързва към ел. мрежа чрез двупроводна линия, както и към ел. инсталацията на къщата.На АС входа и изхода на Диспечера има автоматични предпазители.

ДЕЙСТВИЕ  НА  ДОМАШНАТА  ЕЛ.  ЦЕНТРАЛА

ФВ панели поглъщат слънчевата радиация и произвеждат постоянен ток и напрежение DC.Диспечерът преобразува постоянният ток DC в променлив ток АС и захранва ел. уреди в къщата.Произведеният ток АС е 220 V, 50 Hz, пълна синосуида и може да захранва всички ел. уреди.

Когато произведената ел. енергия от ДЕЦ е повече от потребяваната, Диспечерът насочва излишната енергия към акумулаторите и започва да ги зарежда.Вграденият контролер следи за зареждането и разреждането на акумулаторите. Контролерът ги предпазва от презареждане, както и от дълбоко разреждане.

Когато няма достатъчно слънце или то изобщо отсъства, Диспечерът черпи ток от акумулаторите, те отдават своята енергия, разреждат се до напреже ние и ток, който е зададен от настройките на Диспечера.

Когато акумулаторите се разредят до зададеното напрежение, Диспечерът автоматично се превключва и черпи ток от електропреносната мрежа.

Ако няма потребление на енергия, Диспечерът минава в „спящ режим” и състояние на „готовност” докато се появи причина той да се активира.

ДЕЦ е адаптивна система т.е. тя сама подбира източника на енергия, в зависимост от конкретния случай.ДЕЦ не се нуждае от оператор.

Диспечерът е „интелигентно” устройство, то само подбира режима на работа.Между многобройните варианти и ситуации в които попада ДЕЦ, Диспечерът избира режим, който е енергийно най-ефективен така, че да осигури подаване на ел. енергия без прекъсване.

– – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – — – – – — – – – – – – – – – –

През 2016 г. домакинството е изразходвало 1 750 кВт/ч ел. енергия

От тях 790 кВт/ч са произведени от ДЕЦ,

От електро преносната мрежа са взети 960 кВт/ч и са заплатени 168,05 лв с ДДС.

Проектът е на инж. В.Хаджимитов
Инвеститори са арх. Д.Василева и инж.В.Хаджимитов.

инж. В. Хаджимитов мобил.тел. 0886 27 59 37
електр.поща : valentinhm@gmail.com

декември 2015 г.