Praca wyspowa, EPS, backup - co naprawdę daje magazyn energii podczas awarii prądu?

Czy magazyn energii zawsze daje prąd podczas awarii?

Nie. Magazyn energii nie jest z definicji systemem zasilania awaryjnego. Może przechowywać nadwyżki energii z fotowoltaiki, zwiększać autokonsumpcję i ograniczać pobór prądu z sieci, ale po awarii nadal może się wyłączyć razem z całą instalacją.

Kluczowe znaczenie ma to, w jakim układzie pracuje magazyn. Jeżeli jest podłączony do falownika, który nie obsługuje trybu awaryjnego, albo instalacja nie ma wydzielonych obwodów backupowych, energia zgromadzona w baterii nie zasili domu podczas zaniku napięcia.

Zasilanie awaryjne domu wymaga systemu, który potrafi bezpiecznie odłączyć się od sieci i przejść na pracę z magazynu energii. W takim trybie zasilane są zwykle tylko wybrane urządzenia, a nie cała instalacja domowa. Dzięki temu bateria nie rozładowuje się zbyt szybko, a falownik nie jest przeciążany przez odbiorniki o dużej mocy.

W praktyce trzeba więc rozróżnić dwie sytuacje.

• Magazyn energii może działać jako element instalacji zwiększający zużycie własnej energii z PV.
• Może też być częścią systemu backup, który podtrzymuje zasilanie w razie awarii. To podobne urządzenie, ale inny sposób zaprojektowania całej instalacji.

Dlaczego zwykła fotowoltaika wyłącza się, gdy nie ma prądu w sieci?

Standardowa instalacja fotowoltaiczna on-grid jest połączona z publiczną siecią elektroenergetyczną. Gdy panele produkują więcej energii, niż dom zużywa w danym momencie, nadwyżka może trafiać do sieci. Gdy produkcja jest za mała, brakująca energia jest pobierana z sieci.

Taki układ działa tylko wtedy, gdy sieć jest aktywna. Po zaniku napięcia falownik on-grid automatycznie się wyłącza. Nie jest to wada instalacji, ale wymagane zabezpieczenie. Chodzi o to, żeby domowa mikroinstalacja nie podawała napięcia do sieci w czasie awarii, ponieważ mogłoby to stworzyć zagrożenie dla ekip serwisowych i innych odbiorców.

Dlatego samo zdanie „mam fotowoltaikę” nie oznacza jeszcze, że dom będzie miał prąd podczas awarii sieci. W klasycznym układzie panele mogą być sprawne, słońce może świecić, a mimo to instalacja nie zasili lodówki, routera ani oświetlenia.

Awaryjne zasilanie domu z fotowoltaiki wymaga układu, który potrafi bezpiecznie odseparować się od sieci i pracować niezależnie. Taką funkcję zapewniają dopiero odpowiednie falowniki hybrydowe, magazyn energii oraz poprawnie wykonany backup.

Co oznacza praca wyspowa?

Praca wyspowa oznacza zasilanie wydzielonego układu niezależnie od publicznej sieci elektroenergetycznej. W praktyce dom lub część jego instalacji działa wtedy jak osobna „wyspa” - nie pobiera energii z sieci i nie oddaje jej na zewnątrz.

W fotowoltaice trzeba jednak rozróżnić dwa przypadki. Niekontrolowana praca wyspowa jest niedopuszczalna, ponieważ mogłaby spowodować pojawienie się napięcia w sieci, która powinna być wyłączona. Dlatego zwykłe falowniki on-grid mają zabezpieczenia, które zatrzymują ich pracę przy zaniku napięcia.

Czym innym jest kontrolowana praca wyspowa falownika hybrydowego. W takim trybie system odłącza dom od sieci i zasila wybrane obwody z magazynu energii, a czasem także z bieżącej produkcji PV. Wszystko odbywa się po stronie instalacji domowej, bez podawania napięcia do publicznej sieci.

Nie każdy falownik obsługuje taki tryb. Dlatego przy planowaniu backupu trzeba sprawdzić nie tylko pojemność magazynu, ale też możliwości samego falownika i sposób wykonania instalacji elektrycznej.

EPS, backup i UPS. Czym różnią się te pojęcia?

EPS, backup i UPS bywają używane zamiennie, ale nie oznaczają dokładnie tego samego.

• EPS to najczęściej awaryjne wyjście falownika, które może zasilić wybrane obwody po zaniku napięcia w sieci. W zależności od urządzenia i sposobu podłączenia może działać automatycznie albo wymagać określonej konfiguracji. EPS nie zawsze oznacza zasilanie całego domu.
• Backup to szersze pojęcie. Obejmuje cały układ zasilania awaryjnego, czyli falownik, magazyn energii, automatykę przełączania, zabezpieczenia i obwody, które mają działać podczas awarii. Mówiąc prościej: EPS może być jedną z funkcji falownika, a backup to sposób wykorzystania tej funkcji w instalacji domowej.
• UPS to osobne urządzenie podtrzymujące zasilanie konkretnych sprzętów, na przykład komputera, routera, serwera albo systemu alarmowego. Jego przewagą jest bardzo szybkie przełączenie, często niezauważalne dla urządzenia. Backup z magazynu energii może mieć dłuższy czas przełączenia, dlatego nie zawsze zastąpi UPS przy sprzętach szczególnie wrażliwych na krótkie zaniki napięcia.

W praktyce różnica jest prosta: backup z magazynem energii służy do podtrzymania części instalacji domowej, a UPS do ochrony wybranych urządzeń przed nawet krótką przerwą w zasilaniu.

Jak działa awaryjne zasilanie domu z fotowoltaiki i magazynu energii?

W normalnym trybie dom korzysta z energii z fotowoltaiki, magazynu albo sieci. Kolejność zależy od ustawień systemu, chwilowej produkcji PV, poziomu naładowania baterii i bieżącego zużycia energii.

Gdy dochodzi do awarii sieci, system backup powinien odłączyć instalację domową od sieci publicznej. Dopiero wtedy falownik może zasilać wybrane obwody z magazynu energii. Taka separacja jest konieczna, żeby napięcie z domowej instalacji nie trafiło do uszkodzonej lub wyłączonej sieci.

Co można zasilić z magazynu energii podczas awarii?

Z magazynu energii zasila się przede wszystkim te urządzenia, które są potrzebne do bezpiecznego i względnie normalnego funkcjonowania domu podczas przerwy w dostawie prądu. Nie chodzi o to, żeby korzystać ze wszystkich sprzętów tak jak zwykle, tylko o podtrzymanie najważniejszych obwodów.

Najczęściej do zasilania awaryjnego wybiera się:

• lodówkę
• podstawowe oświetlenie
• router i sprzęt do internetu
• bramę garażową lub wjazdową
• system alarmowy
• automatykę ogrzewania
• pompę obiegową
• wybrane gniazda
• hydrofor, jeżeli dom korzysta z własnego ujęcia wody

Ostrożnie trzeba podchodzić do urządzeń o dużej mocy. Płyta indukcyjna, piekarnik, czajnik elektryczny, grzałka, klimatyzacja czy pompa ciepła mogą bardzo szybko rozładować magazyn albo przekroczyć możliwości falownika. Nawet jeśli ich uruchomienie jest technicznie możliwe, nie zawsze ma sens w trybie awaryjnym.

Dlatego zakres backupu powinien wynikać z realnych potrzeb. Innego rozwiązania wymaga dom, w którym priorytetem jest lodówka, światło i internet, a innego budynek z hydroforem, automatyką ogrzewania albo urządzeniami medycznymi.

Na jak długo wystarczy magazyn energii przy braku prądu?

Czas pracy magazynu energii zależy przede wszystkim od dwóch rzeczy: ilości energii zgromadzonej w baterii i zużycia urządzeń podłączonych do backupu. Im mniej odbiorników działa podczas awarii, tym dłużej system utrzyma zasilanie.

Prosty przykład: jeżeli obwody awaryjne pobierają średnio 500 W, to przez 10 godzin zużyją około 5 kWh energii. W praktyce trzeba jeszcze uwzględnić straty, rezerwę pracy baterii i to, że magazyn w chwili awarii nie zawsze jest naładowany do pełna.

Znaczenie ma też pora dnia i pogoda. Jeżeli instalacja pozwala na pracę PV w trybie awaryjnym, panele mogą w dzień uzupełniać energię w magazynie. Zimą, wieczorem albo przy dużym zachmurzeniu nie należy jednak zakładać, że fotowoltaika pokryje bieżące zużycie domu.

Co jest potrzebne, żeby zasilanie awaryjne domu działało poprawnie?

Do działania backupu potrzebny jest system zaprojektowany pod pracę awaryjną. Sam magazyn energii nie wystarczy, jeżeli falownik nie obsługuje takiego trybu albo instalacja nie została odpowiednio podłączona.

Najważniejsze elementy to:

• falownik hybrydowy z funkcją EPS lub backup,
• kompatybilny magazyn energii,
• układ odłączający dom od sieci podczas awarii,
• wydzielone obwody awaryjne,
• właściwe zabezpieczenia,
• poprawna konfiguracja systemu,
• test działania po montażu.

Backup do magazynu energii nie jest więc dodatkiem, który działa automatycznie po zaznaczeniu jednej opcji w aplikacji. To część instalacji elektrycznej, która musi być wykonana tak, żeby system bezpiecznie odłączał się od sieci i zasilał tylko przewidziane obwody.

W istniejącej instalacji fotowoltaicznej czasem da się dodać zasilanie awaryjne, ale nie zawsze polega to wyłącznie na dołożeniu baterii. Może być potrzebna wymiana falownika na hybrydowy albo przebudowa części rozdzielnicy.

Najczęstsze mity o backupie z magazynu energii

Wokół zasilania awaryjnego z magazynu energii powtarza się kilka uproszczeń. Najczęściej problemem nie jest sam magazyn, ale błędne założenie, że każda instalacja działa tak samo.

• Każdy magazyn energii działa podczas awarii
  Nie działa, jeżeli falownik i instalacja nie obsługują trybu awaryjnego.
• Fotowoltaika zawsze zasila dom, gdy świeci słońce
  W standardowej instalacji on-grid falownik wyłącza się po zaniku napięcia w sieci.
• EPS działa tak samo jak UPS
  EPS może zasilać wybrane obwody, ale nie zawsze przełącza się tak szybko jak UPS. Przy wrażliwym sprzęcie UPS nadal może być potrzebny.
• Backup oznacza zasilanie całego domu
  Najczęściej backup obejmuje tylko wydzielone obwody. Zasilanie całej instalacji wymaga osobnego projektu.
• Duży magazyn rozwiązuje wszystkie problemy
  Pojemność baterii jest ważna, ale znaczenie ma też moc falownika, sposób podłączenia instalacji i pobór energii przez urządzenia.

Skorzystaj ze wsparcia ekspertów!

Dobrze zaprojektowany system backupu powinien być dopasowany do konkretnego domu, instalacji fotowoltaicznej i urządzeń, które mają działać podczas awarii. Dlatego przed wyborem magazynu energii warto sprawdzić, czy obecny falownik obsługuje tryb awaryjny, jakie obwody można wydzielić i jaka pojemność baterii będzie miała praktyczny sens.

Polenergia Fotowoltaika może przeprowadzić audyt instalacji i zaproponować rozwiązanie dopasowane do potrzeb domowników: odpowiedni magazyn energii, sposób podłączenia oraz zakres systemu backup. Przy planowaniu inwestycji warto też sprawdzić dostępne dofinansowania do magazynów energii na stronie „Przydomowe Magazyny Energii”.

‍