SURSE DE ENERGIE NECONVENTIONALA

Discutiea avuta cu domnul Fleseriu Florin pe tema surselor de energie neconventionala a dus la realizarea articolului de mai jos.

Vom continua prezentarea diverselor realizari cu detalii tehnice cat mai interesante, pe mai multe numere. Sursele de energie aratate in acest numar se pot vedea mai detaliat pe siteul companiei Ecovolt.

SURSE  DE  ENERGIE NECONVENTIONALA,

Aceste sisteme sunt amplasate in general pe zone complet izolate si pot ajunge usor la puteri de zeci sau sute de KW.

Romania este cu mult in urma tarilor ce au deja o tehnologie in acest domeniu. 
Daca sursele alternative pentru producerea de curent electric vor fi utilizate la productia de energiei electrica pentru consum individual, dintr-o zona izolata sau unde reteaua de  energei electrica conventionala este la o departare mai mare de 500 m -1000 m, atunci  solutia prezinta avantaje. Pentru a intelege motivul trebuie sa vedem din ce este constuit un sistem ce produce energie.

In principiu sistemul fotovoltaic este compus din:

- panouri solare fotovoltatice
- regulatoare de incarcare
- un grup baterie de acumulatori
- invertor pentru conversia curentului continuu in curent alternativ la 220V 50 Hz , pentru alimentarea utilizatorilor clasici.

Toate aceste componente au un pret de cost, iar bateria de acumulatori este singurul element ce trebuie inlocuit dupa 5-7 ani. Pentru a scadea pretul de cost si implicit  rentabilizarea sistemului, soltutia larg  acceptata este, "stocarea" energiei produse in  reteaua nationala . Acest lucru realizandu-se prin eliminarea completa a regulatoarelor,
bateriei de acumulatori si inlocuirea invertorului cu unul special care sa permita  injectarea energiei produse in reteaua nationala.

Admitand ca locuinta este intr-o zona izolata, amortizarea este imediata deoarece  optiunile disponibile sunt mult mai scumpe. ELECTRICA solicita pentru realizarea unei  conectari la linia  de joasa tensiune (220V ) un pret de aproximativ 30.000 Euro/Km,dupa care se va achita si curentul consumat. Daca este nevoie si de statie de transformare, conectarea la sistemul energetic national va costa peste 40000 - 50000 Euro.

Daca insa locuinta este intr-o zona cu energie electrica , amortizarea unui sistem solar este de peste 25 ani. Daca s-ar putea utiliza insa sistemul cu injectie in reteaua nationala , amortizarea scade la aproximativ 8 ani. In tarile unde s-au introdus si subventii pentru consumator, amortizarea scade deja intr-o zona care poate stimula consumul de energie alternativa.

In tarile UE s-au introdus programe si subventii pentru  utilizarea la scara larga a sistemelor de energie alternativa. Romania a implementat "partial" Directiva UE - Dir. 2001/77/EC . Hotatarea de Guvern  HG 443/aprilie 2003 a fost menita sa transpuna in economia din Romania, prevederile acestei legi. Legea 220 din Oct.2008 regelenteza posibilitatea ca orice cetatean sa poata injecta in reteaua nationala energie verde obtinand un profit. In baza acestei legi ANRE  nu a implementat procedurile de aplicare desi era obligata in  90 zile sa o faca conform legii.

Domeniul nostru de activitate acopera proiectarea/instalarea pentru toate tipurile de sisteme alternative ce folosesc energia solara, eoliana si hidro pentru producerea de curent electric. De asemenea comercializam toata gama de produse ce tine de aceste tehnologii.

Panourile fotovoltaice si turbinele eoliane sunt de doua categorii.

- Pt. sisteme autonome
- Pt. comercializare energie electrica produsa

Fiecare capitol are cu totul alt algoritm de proiectare si implementare. In Romania sunt instalate numai sisteme autonome ... cele cu injectie in retea fiind pur demonstrative .Cateva sisteme de referinta :

Stana ecologica Pianu de Jos - Proiect Pianu

Sistem fotovoltaic si eolian  - aproximativ 250 KWh/luna
.........................................
Sistemul dispune de o turbina eoliana de 2,40 KW model Skystream 3.7 fabricata in SUA, fiind prima de acest tip instalata in Romania. Sistemul dispune de o retea fotovoltaica cu o putere de 1,05KW, iar productia de energie electrica estimata pe durata unui an este urmatoarea:

Tabel 1

Sistemul furnizeaza o cantitate de energie electrica de aproximativ 4,4 KWh/zi in  perioada de vara, la o putere instantanee de 3,5KW in sistem monofazat. Sistemul  alimenteaza toti consumatorii la 230V/50Hz.
.........................................
- Panouri fotovoltaice monocristaline - 175W/24V - 6 buc.
- Acumulatori Hoppecke - Germania - SB6/200-1000cicli 80% - 6V/200Ah - 24 buc.
- Invertor cu unda sinusoidala pura programabil Studer - Elvetia - 3500W /48V - 1 buc.
- Regulator Outback programabil tehnologie MPPT - 60A/48V - 1 buc  

.........................................

Functionarea acestei turbine este coordonata de o aplicatie software care permite monitorizarea  acestei turbine de la distanta prin wireless. 

.........................................

Bucuresti Pipera  - Proiect Solar Backup Concept

Sistem SBC fotovoltaic cu o productie aprox. 230 KWh/luna.
Sistemele solar back-up concept, sunt sisteme de back-up evoluate, care dispun de avantajul economiei de energie. In cazul in care alimentarea cu energie electrica de la  reteaua nationala, nu corespunde necesitatilor (datorita intreruperilor dese), singura solutie viabila este instalarea unui sistem de rezerva (backup). Configuratia de mai jos permite functionarea tuturor consumatorilor dintr-o locuinta in cazul intreruperii alimentarii cu energie electrica. Sistemul Solar Back-up Concept poate fi configurat astfel incat sa indeplineasca toate criteriile de performanta solicitate. Sistemul de panouri fotovoltaice (photovoltaic solar panel), poate fi adaptat in asa fel incat se poate obtine o economie de energie de pana la 100%.
 
Pentru sistemul din Pipera,  61% din energia consumata de intrega cladire, este furnizata  din panourile fotovoltaice, iar diferenta este extrasa din reteaua conventionala.
  
Sistemul dispune de o retea fotovoltaica cu o putere de 1,75KW, iar productia de energie  electrica estimata pe durata unui an este urmatoarea:

Tabel 2

Sistemul furnizeaza o cantitate de energie electrica de aproximativ 7,6KWh/zi in perioada de vara, la o putere instantanee de 1,75KW in sistem monofazic.

.........................................

Cum functioneaza ?
 
Tensiunea de alimentare de la reteaua de 220V, este cuplata la invertor la intrarea denumita AC1 - Grid Support. Invertorul monitorizeaza starea de incarcare a bateriei de acumulatori si intrarea de retea AC1. Toti consumatorii vor fi cuplati la iesirea  invertorului, iar acestia nu pot depasi puterea instantanee maxima, furnizata de acest tip de invertor. In momentul in care este regulatorul solar MPPT comunica invertorului existenta productiei din energie alternativa, acesta cupleaza consumatorii la acumulatori. In cazul in care se determinata starea de descarcare programata a bateriei de acumulatori, va fi cuplata tensiunea de 230V la invertor ceea ce permite reincarcarea lor si alimentarea directa a cosnumatorilor. Acumulatorii vor primii energie si de la panourile solare cuplate la sistem. Acest lucru face ca in timpul zilei cantitatea de energie necesara consumatorilor, sa fie compensata de aportul de curent de la aceste panouri fotovoltaice.

- Panouri fotovoltaice monocristaline - 175W/24V - 10 buc.
- Acumulatori Exide - Germania - Solar Block-1200cicli 100% - 6V/200Ah - 16 buc.
- Invertor cu unda sinusoidala pura programabil Xantrex - SUA - 6000W /48V - 1 buc.
- Regulator Xantrex programabil tehnologie MPPT - 60A/48V - 1 buc.
 
Sistemul a fost instalat in Bucuresti - Pipera  pe acoperis  cu orientare Sud- Est.

Aria fotovolatica este grupata in module (fiecare modul avand in componenta cate 2 stringuri)  rezultand din etapa de proiectare, necesitatea implementarii a cate 5 stringuri in paralel. Cablarea celor 10 de panouri fotovoltaice a fost realizata cu ajutorul unor cabluri speciale rezistente la razele ultaviolete si la temperaturi de pana la 120 oC. In cazul in cazul utilizarii unor cabluri obisnuite in locul acestui tip de cablu (intalnit in literatura de specialitate si sub numele de "cablu solar"), exista riscul apartiei unor  pierderi semnificative de energie intr-un interval de timp scurt.

Exista si posibilitatea deteriorarii invelisului acestui tip de cablu inducand aparitia unor posibile
scurgeri de curent la masa sau scurt circuit.

.........................................

Sistemul poate fi accesat via internet din orice locatie, dispunand de posibilitatea furnizarii  informatilor in mod grafic (ex. mai sus). De asemenea sistemul raporteaza productia via email in fiecare zi, saptamana si luna din an, pentru statistica curenta.

Cabana turistica langa Sibiel - Proiect Sibiu2

Sistem fotovoltaic  - aproximativ 4000 KWh/luna.  

.........................................

Cabana este amplasata intr-o zona izolata la cota 1400m in apropiere de Sibiel, jud Sibiu.

Sistemul este complet programabil si dispune de tehnologie integrata de control via internet. Sistemul raporteaza zilnic via email, toti parametrii de productie si starea fiecarui echipament integrat. De asemea se poate executa programarea sau optimizarea parametrilor de functionare prin internet.
 
Sistemul dispune de o retea fotovoltaica cu o putere de 28KW, iar productia de energie electrica estimata pe durata unui an este urmatoarea:

Tab 3

Sistemul furnizeaza o cantitate de energie electrica de aproximativ 132KWh/zi in perioada de vara, la o putere instantanee de 18KW in sistem trifazic.

.........................................

- Panouri fotovoltaice monocristaline - 175W/24V - 160 buc.
- Acumulatori Exide - Germania - A600 solar -1600cicli 100% - 2V/2900Ah - 48 buc.
- Invertor cu unda sinusoidala pura programabil Xantrex- SUA - 6000W /48V - 3 buc.
- Regulator Xantrex programabil tehnologie MPPT - 60A/48V - 8 buc. 

.........................................

Aria fotovolatica este grupata in module (fiecare modul avand in componenta cate 2  stringuri) rezultand din etapa de proiectare, necesitatea implementarii a cate 5 module pe  un rand.

.........................................

Dupa finalizarea infrastructurii metalice si de transport sa trecut la echiparea intregii retele cu panourile fotovoltaice alocate pentru fiecare din cele 40 de module.

Cablarea celor 160 de panouri fotovoltaice a fost realizata cu ajutorul unor cabluri speciale rezistente la razele ultaviolete si la temperaturi de pana la 120 oC.

.........................................

Urmatoarea etapa importanta in realizarea sistemului este compusa din instalarea acumulatorilor, invertoarelor, regulatoarelor solare MPPT si cablarea lor.

Conexiunile sistemului trebuie proiectate pentru a permite functionarea sistemului la 18KW trifazic, dar si asigurarea conectarii si operarii capacitatii totale a bateriei de acumulatori cu valoarea de 5800Ah la 48V.

In final toate conexiunile sunt incapsulate in jgheaburile metalice si cutiile de conexiuni definite in sistem.