Tło
W Oranienburgu, niedaleko Berlina, na prywatnej nieruchomości zainstalowano instalację fotowoltaiczną o mocy 11,48 kWdc, przeznaczoną do zasilania budynku oraz kilku urządzeń o dużym zapotrzebowaniu na energię.
Instalacja, oddana do użytku w maju 2023 r., składa się z 28 modułów Trina Vertex S 410 Wp, połączonych z optymalizatorami Tigo TS4-A-O oraz falownikiem SMA STP. Uzupełnieniem instalacji fotowoltaicznej jest system magazynowania energii litowo-jonowej o pojemności 19,5 kWh, który pomaga klientowi zwiększyć wykorzystanie lokalnie wytwarzanej energii słonecznej.
Obiekt pełni obecnie funkcję budynku biurowego, ale w przyszłości planowana jest jego przebudowa na budynek mieszkalny. Energia słoneczna zaspokaja zapotrzebowanie budynku na energię elektryczną, a także zasila system klimatyzacji, pojazd elektryczny, a nawet pompę zasilającą sztuczny strumień przed budynkiem.
Dla właściciela cel był jasny: maksymalne wykorzystanie energii słonecznej wytwarzanej we własnym zakresie do zasilania szerokiego zakresu odbiorników w gospodarstwie domowym i budynku.
Wyzwania
Dach stanowił szereg wyzwań projektowych.
28 modułów fotowoltaicznych trzeba było rozmieścić w trzech różnych kierunkach (południowym, zachodnim i północnym), a nie na jednej, jednolicie zorientowanej powierzchni dachowej. Część dachu skierowana na wschód nie została wykorzystana pod instalację fotowoltaiczną, ponieważ wysoki rząd drzew w pobliżu powoduje znaczne zacienienie tej strony posesji.
Drzewa i lukarny powodowały również zróżnicowane warunki zacienienia na pozostałych powierzchniach dachowych nadających się do wykorzystania, co oznaczało, że poszczególne moduły mogły pracować w znacznie różnych warunkach w ciągu dnia.
Biorąc pod uwagę te ograniczenia, certyfikowany instalator Tigo – firma Elektro Rümpel & Sohn GmbH – zaprojektowała układ paneli tak, aby jak najlepiej wykorzystać dostępną powierzchnię dachu, jednocześnie uwzględniając rozbieżności wynikające z różnych orientacji i warunków zacienienia.
Rozwiązanie
Zgodnie z zaleceniem instalatora klient zdecydował się na zastosowanie w projekcie systemu optymalizacji na poziomie modułów Tigo TS4-A-O , montując po jednym optymalizatorze na każdym z 28 modułów fotowoltaicznych. Podejście oparte na optymalizacji na poziomie modułów pozwoliło uwzględnić różne orientacje i warunki zacienienia występujące na poszczególnych powierzchniach dachu przeznaczonych do instalacji, zapewniając jednocześnie klientowi wgląd w wydajność każdego modułu z osobna za pośrednictwem platformy monitorującej Tigo Energy Intelligence.
Ta przejrzystość szybko okazała się przydatna, gdy udało się zidentyfikować wadliwy moduł fotowoltaiczny na poziomie pojedynczego modułu, zamiast pozostawić go niewykrytym w ramach ogólnej produkcji całego układu.
Rozwiązanie Energy Intelligence zapewnia również wgląd w dane dotyczące energii odzyskanej, pokazując ilość energii odzyskanej dzięki optymalizacji Tigo w sytuacjach, w których rozbieżności między modułami ograniczałyby w przeciwnym razie produkcję. W tej instalacji system Tigo Flex MLPE zapewnił średnio 18% energii odzyskanej, a we wrześniu, w ciągu wielu lat, wielokrotnie odnotowywano szczytowe wartości sięgające nawet 28%, gdy sezonowe zacienienie stawało się coraz bardziej wyraźne.
Optymalizacja i monitorowanie stanowią dla właściciela zarówno sposób na reagowanie na zmieniające się warunki panujące na dachu, jak i lepszy wgląd w działanie systemu w miarę upływu czasu.
Wynik
Właściciel instalacji odnotowuje wysoką produkcję energii słonecznej oraz okresy niemal całkowitej samowystarczalności energetycznej przy wysokim nasłonecznieniu, pomimo układu dachu łączącego trzy różne orientacje oraz znacznego zacienienia charakterystycznego dla danej lokalizacji. Zamiast dostosowywać instalację do ograniczeń wynikających z jednolitej konstrukcji dachu, system wykorzystuje dostępne powierzchnie i dostosowuje się do ich różnic na poziomie poszczególnych modułów.
Dla właściciela instalacji, inż. Franka Dölle, właśnie to połączenie wytwarzania energii i widoczności ma kluczowe znaczenie dla wrażeń z użytkowania:
„W okresach intensywnego nasłonecznienia jesteśmy niemal samowystarczalni. System bardzo dobrze radzi sobie z trzema różnymi orientacjami dachu, a co najważniejsze, dzięki aplikacji Tigo EI możemy monitorować każdy moduł”.
Instalacja w Oranienburgu pokazuje, w jaki sposób optymalizacja i monitorowanie na poziomie modułów mogą przekształcić skomplikowany układ dachu w łatwą w zarządzaniu instalację fotowoltaiczną, zapewniając właścicielowi i instalatorowi lepszy wgląd w sytuację, a jednocześnie umożliwiając efektywne wykorzystanie powierzchni dachowych o bardzo zróżnicowanych warunkach eksploatacyjnych.
O firmie Elektro Rümpel & Sohn GmbH
Założona w 1990 roku firma Elektro Rümpel & Sohn GmbH świadczy klientom indywidualnym i biznesowym w Brandenburgii i Berlinie szeroki zakres usług z zakresu elektrotechniki – od tradycyjnych instalacji elektrycznych po technologie inteligentnych budynków, oświetlenie i rozwiązania sieciowe. Firma łączy również doświadczenie w zakresie wytwarzania i magazynowania energii, wspierając klientów od etapu planowania systemu aż po montaż, a ponadto posiada certyfikat instalatora Tigo.
Więcej informacji znajdziesz na stronie elektro-ruempel.de