Coraz więcej osób korzysta z fotowoltaiki do samodzielnego wytwarzania energii słonecznej do prywatnego użytku. Ale co z przedsiębiorcami rolnymi albo w sektorze małych i średnich przedsiębiorstw (MŚP)? Dopłaty do inwestycji i finansowanie z programów państwowych i samorządowych sprawiają, że energia słoneczna staje się nie tylko coraz bardziej atrakcyjna, ale także opłacalna dla przedsiębiorstw. Pomijając spadek ogólnych kosztów systemu, na znaczeniu zyskuje w szczególności jeden aspekt: bezpieczeństwo. Kto przewidująco planuje instalację PV w swojej firmie i korzysta z niej w sposób strategiczny, uniezależnia siebie i swoją firmę od sieci energetycznej i może polegać na niezawodnym zasilaniu rezerwowym. Poniżej podpowiadamy, jak najlepiej zaplanować fotowoltaikę dla firm.
1. Jak określić optymalne rozmiary instalacji PV dla firmy?
Analiza zużycia własnego i profilu obciążenia
Wbrew powszechnemu przekonaniu, idealny rozmiar systemu nie zależy wprost od dostępnej powierzchni dachu czy powierzchni ekspozycji, ale od profilu obciążenia — innymi słowy, od tego, kiedy i ile energii elektrycznej zużywa Twoja firma w ciągu dnia i roku. Dlatego wskazane jest utworzenie 12-miesięcznego planu, z którego wynika profil obciążenia. Pozwala to zidentyfikować szczyty dzienne i sezonowe oraz zaprojektować fotowoltaikę dla firmy pod kątem jednoczesnej konsumpcji energii.
Szczególnie w rolnictwie (np. hodowla drobiu i trzody chlewnej, gospodarstwa sprzedające płody rolne bez pośredników) duża część zużycia energii przypada w ciągu dnia, czyli właśnie wtedy, gdy fotowoltaika dostarcza najwięcej energii. Najwyższą wydajność mają instalacje PV zorientowane na południe lub na wschód/zachód.
Wskazówki dotyczące projektowania instalacji PV można znaleźć w tym wpisie na blogu.
2. Do czego potrzebne jest zarządzanie energią?
Optymalne sterowanie jednoczesnym zużyciem energii
Każdy, kto korzysta z samodzielnie wytworzonej energii słonecznej bezpośrednio, czyli w czasie jej wytwarzania, zwiększa zużycie na potrzeby własne i znacznie obniża koszty poboru energii z sieci. Inteligentny system zarządzania energią (EMS) automatycznie kontroluje ten proces, odkładając niektóre procesy, takie jak podgrzewanie wody czy związane z utrzymaniem czystości — o ile to możliwe — na czas wysokiej produkcji energii słonecznej. Jednocześnie system nadaje priorytet ważnym instalacjom, takim jak instalacje chłodnicze w rolnictwie, i zapewnia, że przepływ energii pozostaje efektywny przez cały czas, bez potrzeby ręcznej ingerencji w działanie systemu.
Ponadto zarządzanie obciążeniem zwiększa bezpieczeństwo eksploatacji: odbiorniki krytyczne pozostają zasilane nawet przy niższej mocy fotowoltaicznej lub niskim poziomie naładowania magazynu energii i unika się szczytowych obciążeń sieci, a tym samym wysokich cen energii. Jest to istotny aspekt, zwłaszcza dla małych i średnich przedsiębiorstw.
W przypadku procesów, których nie można odłożyć w czasie, takich jak dojenie mleka, rozwiązaniem są systemy magazynowania energii, które przechowują energię elektryczną wytworzoną przez fotowoltaikę w ciągu dnia do użytku wieczorem. Tworzy to skuteczny całościowy system, który zwiększa samowystarczalność i bezpieczeństwo dostaw oraz zmniejsza straty przy oddawaniu energii do sieci.
3. Dlaczego tak ważne jest unikanie szczytowych obciążeń?
Oszczędność kosztów dzięki zarządzaniu obciążeniem i adaptacji procesów
Dla małych i średnich firm obciążenia szczytowe są kosztowne, ponieważ wiele taryf dla firm obejmuje nie tylko opłatę za zużycie, ale także opłatę mocową zależną od najwyższego szczytowego zużycia w skali miesiąca lub całego roku (kW). Taki krótki szczyt zużycia może znacznie zwiększyć rachunek za energię elektryczną.
Jednoczesne uruchamianie lodówek, sprężarek, większych maszyn lub ładowanie kilku samochodów elektrycznych jednocześnie często skutkuje nieregularnymi profilami obciążenia, co szybko prowadzi do wysokich obciążeń szczytowych. Jeśli na przykład piła w stolarni jest wielokrotnie włączana i wyłączana, wymaga to za każdym razem dużego prądu rozruchowego. Zwykle jednocześnie uruchamiany jest także centralny system wyciągowy, dzięki czemu szybko osiąga się moc około 10 kW.
System zarządzania energią w fimie (EMS) wygładza te szczyty: w ramach EMS zarządzanie obciążeniem nadaje lub obniża priorytet niektórym odbiornikom, załącza je z opóźnieniem, wykorzystuje magazyn energii do amortyzacji i wykorzystuje nadwyżki PV zgodnie z planem. Rezultatem są niższe opłaty mocowe, niższe zużycie energii z sieci i ogólnie przewidywalne, niższe koszty energii. W dłuższej perspektywie ukierunkowana kontrola nad działającymi odbiornikami jest bardziej opłacalna finansowo niż sprzedaż nadmiaru energii słonecznej po zmiennych taryfach gwarantowanych.
 | Porada: dzięki inteligentnemu zarządzaniu energią w firmie i unikaniu obciążeń szczytowych zaopatrzenie w energię staje się bardziej ekonomiczne. Dodatkowo warto optymalizować znane procesy. Skutek odnoszą nawet drobne zmiany, np. wiązanie produkcji półfabrykatów, jednokrotne uruchamianie pił i ich ciągła praca zamiast ponownego włączania przy każdym cięciu. |
4. Jak utrzymać działanie krytycznych procesów w przypadku awarii zasilania dzięki magazynom energii fotowoltaicznej?
Magazyn energii fotowoltaicznej jako kluczowy czynnik niezależności energetycznej
W rolnictwie i sektorze MŚP samodzielne zabezpieczenie dostaw energii jest czymś więcej niż tylko wygodą — w wielu przypadkach przesądza o losach firmy. Instalacje PV muszą automatycznie odłączać się od sieci w razie awarii sieci, tak aby nie powstały żadne izolowane sieci, które mogłyby narazić ekipę usuwającą skutki awarii. Oznacza to jednak, że nie można utrzymać dostaw energii z sieci, co stanowi znaczne ryzyko dla większości przedsiębiorstw: jeśli systemy wentylacji i chłodzenia lub pompy ulegną awarii, w ciągu kilku minut może to prowadzić do pogorszenia jakości, zepsucia towarów, a nawet do zagrożenia dla życia ludzi i zwierząt.
Dzięki modułowym rozwiązaniom do magazynowania energii fotowoltaicznej, takim jak Fronius Reserva Pro, firmy mogą budować swoją infrastrukturę energetyczną krok po kroku, dostosowując ją do swoich potrzeb. Początkiem jest zazwyczaj inwestycja w hybrydowy falownik, który umożliwia zarówno wytwarzanie energii przez fotowoltaikę, jak i współpracę z systemem magazynowania. Następnie można uzupełniać i stopniowo rozbudowywać system magazynowania energii fotowoltaicznej o poszczególne moduły w kilku wieżach akumulatorowych w miarę wzrostu zapotrzebowania, na przykład w przypadku późniejszego dodania maszyn lub wydłużenia czasu produkcji. Włączenie pojazdów elektrycznych do systemu można również łatwo pomyśleć na samym początku: nadmiar energii PV może być wykorzystany w firmie do ładowania własnej floty pojazdów elektrycznych, a tym samym do dalszego zmniejszenia kosztów energii. Ten modułowy system sprawia, że firmy są optymalnie wyposażone przez cały czas, bez konieczności angażowania wszystkich środków na budowę planowanej instalacji PV od samego początku.
5. Na co należy zwrócić uwagę w przypadku zasilania rezerwowego dla firm?
Należy wziąć pod uwagę zapotrzebowanie na energię przy rozruchu maszyn
Aby zapewnić działanie w sytuacji awaryjnej, podczas planowania fotowoltaiki dla firmy należy wziąć pod uwagę cały sprzęt, wszystkie maszyny oraz ich zapotrzebowanie na energię podczas pracy i rozruchu. Wiele konwencjonalnych rozwiązań zasilania rezerwowego zawodzi właśnie w tym momencie: chociaż dobrze pokrywają wymagane obciążenie podstawowe, załamują się, gdy tylko wysokiej mocy odbiorniki o wysokim prądzie rozruchowym muszą zostać uruchomione na zasilaniu rezerwowym.
W tym przypadku Fronius Verto Plus ma decydującą przewagę dzięki funkcji Backup Power Boost: umożliwia ona krótkotrwałe zwiększenie mocy wyjściowej w trybie zasilania rezerwowego w celu uruchomienia dodatkowych rezerw mocy w krytycznych momentach dla procesów, których nie można odłożyć, np. chłodzenia lub wentylacji.
Przy podłączonym akumulatorze można zapewnić szczytową moc prądu przemiennego do 50 kVA. Taki system niezawodnie radzi sobie z wysokimi prądami rozruchowymi, np. gdy kilka ważnych odbiorników musi zostać uruchomionych w tym samym czasie lub gdy występują krótkotrwałe szczyty obciążenia. W połączeniu z akumulatorem wysokonapięciowym Fronius Reserva Pro można osiągnąć imponującą moc przy ładowaniu i rozładowywaniu sięgającą 28,3 kW, co sprawia, że gospodarstwa rolne i MŚP mogą nadal działać, a maszyny pracować pomimo awarii sieci.
6. Jakie wymagania prawne muszą być przestrzegane?
Wymogi prawne i planowanie strategii finansowania
W wielu krajach europejskich ustanowiono lub obecnie ustanawia się ramy prawne dotyczące rynku energii i energii elektrycznej, w tym ustawę Solarspitzengesetz w Niemczech, czy nowe przepisy w Hiszpanii, takie jak nowelizacja Real Decreto w sprawie integracji fotowoltaiki i magazynowania energii, czy też austriacką ustawę Elektrizitätswirtschaftsgesetz (ElWG). Wszystkie te przepisy mają na celu lepszą integrację energii odnawialnej, w szczególności fotowoltaiki z ich systemami magazynowania energii, z sieciami elektroenergetycznymi i uniknięcie przeciążeń sieci. Bardziej elastyczne, możliwe do sterowania urządzenia i systemy, magazynowanie energii fotowoltaicznej i nowoczesne mechanizmy regulacji mają pomóc zbudować zrównoważony i bardziej odporny system energetyczny. Zakup i modernizacja odpowiednich komponentów są finansowane w poszczególnych krajach z różnych dotacji na fotowoltaikę dla firm i rolników lub magazynowanie energii.
Niemcy ograniczają wprowadzanie nowych systemów fotowoltaicznych bez inteligentnych liczników lub skrzynek sterujących do 60%, Austria wprowadza limit szczytowy na poziomie 70% na wypadek przeciążenia sieci, natomiast Hiszpania zamiast własnego limitu procentowego coraz bardziej stawia na elastyczność systemu poprzez dopłaty do magazynowania, hybrydyzację i integrację systemów fotowoltaicznych z systemem sterowania procentowego.
Wyraźnie widać, że komponenty zwiększające zużycie energii na potrzeby własne, które są optymalnie dopasowane do posiadanej instalacji PV, będą w przyszłości odgrywać jeszcze większą rolę. Sprawia to, że niezbędne staje się właściwe planowanie dostaw energii, które w razie potrzeby można rozszerzyć. Dotyczy to zwłaszcza sektora MŚP.
7. W jaki sposób można rozbudować instalację PV w firmie i jak przygotować ją do magazynowania energii fotowoltaicznej?
Modernizacja i modułowa rozbudowa fotowoltaiki dla firm
Nadmiarowość instalacji prądu stałego to jeden ze sposobów na uzyskanie jeszcze większych korzyści z już istniejącego systemu fotowoltaicznego: instalator montuje dodatkowe moduły fotowoltaiczne i włącza je do istniejących lub nowych łańcuchów. Sprawia to, że moc modułów jest wyższa niż moc prądu przemiennego falownika. Nowoczesne falowniki są zwykle do tego przystosowane i często pozwalają na stosunek mocy na wejściu prądu stałego do wyjścia prądu przemiennego sięgający 150% bez dodatkowych modyfikacji w samym urządzeniu. To oznacza, że maksymalna moc modułu może przekroczyć moc falownika nawet o 50%. Falownik o mocy 10 kWp nadaje się zatem do generatorów fotowoltaicznych o mocy do 15 kWp. Ponoszone nakłady zwykle ograniczają się do dodawania kolejnych modułów i dostosowanie połączeń łańcucha, podczas gdy reszta systemu może pozostać niezmieniona.
Jeśli jednak planowana dodatkowa moc PV znacznie przekroczy technicznie dopuszczalny nadmiar prądu stałego, tzn. wartość graniczną prądu wejściowego lub napięcia istniejącego falownika, może być konieczny montaż innego falownika.
Czy wiesz, że…? Zastosowanie dodatkowego falownika hybrydowego nie powoduje, że istniejący system będzie automatycznie przygotowany do współpracy z magazynem energii fotowoltaicznej. Podłączenie popularnego dzisiaj magazynu DC jest możliwe tylko wtedy, gdy moduły PV są podłączone bezpośrednio do wejścia DC falownika hybrydowego. W istniejącym systemie są one jednak już podłączone do starego falownika PV, który konwertuje prąd stały na prąd przemienny (AC), co oznacza, że nie ma już wejścia DC do podłączenia magazynu. Systemy magazynowania prądu stałego wymagają bezpośredniego połączenia między generatorem fotowoltaicznym a falownikiem hybrydowym, co wymaga modyfikacji lub przeróbki okablowania. Dlatego w istniejących systemach połączenie z magazynem energii podłączonego do prądu przemiennego jest prostsze, a zatem bardziej powszechne.
Jeśli chodzi o wydajność instalacji fotowoltaicznej w firmie, w dłuższej perspektywie lepiej jest korzystać z magazynu DC. Jest on połączony bezpośrednio z obwodem prądu stałego modułów. Dlatego wymaga tylko jednej konwersji, aby prąd mógł być odpowiednio ładowany do akumulatora.
Inaczej jest z systemami magazynowania prądu przemiennego, gdzie generowany prąd musi zostać dwukrotnie przekonwertowany, aby mógł zostać naładowany do akumulatora, a następnie ponownie rozładowany. Powoduje to większe straty energii i sprawia, że system jest ogólnie mniej wydajny.
 | Dobra wiadomość: system magazynowania energii w gospodarstwie rolnym lub rzemiośle można z powodzeniem integrować z istniejącym systemem fotowoltaicznym także w późniejszym terminie, o ile został dobrze zaplanowany z wyprzedzeniem. Inwestycja w falownik hybrydowy to najlepsza podstawa do dalszej integracji magazynu energii. Jeśli nadal nie masz pewności, jaką pojemność powinien mieć magazyn energii fotowoltaicznej, możesz polegać na wariancie modułowym, który można elastycznie rozwijać wraz z systemem. |
Fronius Reserva Pro ma konstrukcję modułową, dzięki czemu może być indywidualnie dostosowany do potrzeb firmy lub gospodarstwa rolnego.
Szczegółowe informacje na temat tego, jak dobrać odpowiedni magazyn energii do instalacji PV, można znaleźć w naszym wpisie na blogu.
8. Dlaczego tak ważna jest ochrona danych produkcji energii i instalacji PV w firmie?
Bezpieczeństwo danych to nowe zasilanie rezerwowe
Tak jak w domach prywatnych, tak i w działalności gospodarczej nowoczesne systemy energetyczne nieustannie rejestrują duże ilości danych, w tym dane dotyczące produkcji i zużycia, szczytów obciążenia, czasu użytkowania, profili użytkowników itp. Dane te są słusznie uważane za wrażliwe ze względu na możliwość wyciągnięcia wniosków dotyczących działalności firm, ich procesów, a nawet obecności użytkowników. Jeśli informacje takie wpadną w niepowołane ręce, infrastruktura całej firmy może być podatna na zakłócenia, manipulacje, a nawet całkowity paraliż. W związku z tym istotne jest również, aby w firmach dane te były przetwarzane i przechowywane zgodnie z najwyższymi standardami bezpieczeństwa.
Bezpieczeństwo danych stało się dziś tak kluczowe, że ma niemal tak samo duże znaczenie, co niezawodne źródło zasilania rezerwowego, a niekiedy jest nawet równie ważne. Przepisy dotyczące ochrony danych w Unii Europejskiej, takie jak ogólne rozporządzenie o ochronie danych (RODO), są w skali całego świata uważane za szczególnie rygorystyczne. Przechowując dane na europejskich serwerach, osoby prywatne i przedsiębiorcy zapobiegają ryzyku, że informacje te dotrą do krajów o mniej rygorystycznych przepisach i będą łatwiej dostępne dla osób trzecich. Ponadto w Europie istnieją jasno określone wymogi prawne, które kontrolują dostęp do danych wrażliwych i zapewniają, że suwerenność danych pozostaje w gestii klientów końcowych. Europejscy producenci spełniają te wymagania. Fronius od dawna opiera się na ścisłych standardach bezpieczeństwa danych: dane klientów i dane instalacji są zawsze przechowywane oddzielnie na własnych serwerach w Austrii lub w europejskich chmurach.
Podsumowanie:
Dziś fotowoltaika dla firm i rolników oznacza znacznie więcej niż tylko tanią energię elektryczną: staje się ona strategicznym budulcem stabilności, rentowności i bezpieczeństwa dostaw. Kluczowe jest przewidujące planowanie, które uwzględnia profile obciążeń, potencjał zużycia energii na potrzeby własne i krytyczne procesy w prowadzonej działalności. Inteligentne zarządzanie energią, odpowiednie rozwiązania do jej magazynowania i modułowa architektura systemu sprawiają, że firmy pozostają elastyczne, obniżają swoje koszty energii, a jednocześnie wzmacniają swoją niezależność od sieci elektroenergetycznej. Biorąc pod uwagę ramy prawne i przyszłe możliwości rozbudowy systemu na wczesnym etapie, można stworzyć instalację, która pozostanie wydajna w dłuższej perspektywie i będzie mogła być dostosowana do nowych warunków działalności firmy. Wreszcie, kluczowym czynnikiem staje się bezpieczeństwo danych: systemy spełniające europejskie normy bezpieczeństwa skutecznie chronią wrażliwe dane operacyjne. Ci, którzy biorą pod uwagę te punkty, współtworzą niezawodny, rozwojowy i przyszłościowy system energetyczny na potrzeby swojej działalności.
