Kaskadowe połączenie urządzeń

huawei-solar

Kaskadowe połączenie urządzeń

Kaskadowe połączenie urządzeń – na czym polega?

Znakomitą większością instalacji fotowoltaicznych zarządza pojedynczy inwerter. Jego parametry dobiera się pod kątem mocy modułów fotowoltaicznych oraz potrzeb użytkownika. Jednak są przypadki, gdy istnieje potrzeba zastosowania większej ilości inwerterów. Dzieje się tak często przy okazji rozbudowy istniejącej instalacji lub w przypadku montowania modułów fotowoltaicznych w różnych miejscach. Rozwiązaniem jest kaskadowe połączenie urządzeń.

W tym artykule przedstawimy zasady kaskadowego łączenia komponentów instalacji fotowoltaicznych opartych na urządzeniach Huawei Solar. Możemy w ten sposób łączyć ze sobą nie tylko inwertery, ale także podłączone do nich magazyny energii. W efekcie, wszystkie urządzenia będą działać razem w obrębie tej samej, trzyfazowej instalacji elektrycznej.

W przypadku inwerterów domowych Huawei SUN2000 i zastosowania Smart Dongle, urządzenie to staje się elementem spinającym i sterującym całością systemu. Urządzenie to realizuje następujące funkcje:

  • Wysyła przez Internet wszystkie dane o stanie pracy urządzeń do chmury FusionSolar
  • Zarządza produkcją mocy – może ograniczać eksport mocy do sieci poprzez limitowanie mocy wszystkich falowników
  • Informuje falowniki z podpiętymi bateriami czy energia w sieci domowej pochodzi z produkcji z paneli fotowoltaicznych czy z sieci operatora. Przykładowo, magazyn energii podłączony do inwertera A można ładować energią z falownika B – Smart Dongle poinformuje falownik A, że jest produkcja z innych falowników
  • Informuje falowniki z podpiętymi bateriami ile energii muszą oddać do sieci domowej, aby pokryć zapotrzebowanie na auto-konsumpcję

Kaskadowe połączenie urządzeń w fotowoltaice – zastosowania

Rozbudowa istniejącej instalacji fotowoltaicznej

Dołożenie kolejnego stringu modułów fotowoltaicznych zazwyczaj przekracza możliwości posiadanego inwertera (w zakresie obsługiwanej mocy). Mało kto planując swoją instalację fotowoltaiczną przewiduje jej powiększenie w przyszłości. Normalną praktyką jest dobór inwertera o mocy odpowiadającej maksymalnej mocy uzysku instalowanych modułów PV.

W takim przypadku, chcąc rozbudować instalację, konieczne jest dodanie drugiego inwertera który obsłuży nowe łańcuchy modułów fotowoltaicznych. Będzie on funkcjonował razem ze „starym” inwerterem w ramach jednej instalacji elektrycznej właśnie dzięki kaskadowemu połączeniu. W przypadku zastosowania magazynów energii, dodatkowych zalet jest więcej. Połączenie kaskadowe umożliwi stworzenia kolejnego „obwodu krytycznego”. W przypadku blackoutu lub awarii sieci operatora zapewni on zasilanie dodatkowych odbiorników.

Instalacja fotowoltaiczna składająca się z kilku części

Wielu użytkowników instalacji fotowoltaicznych ma ograniczone możliwości montażu modułów fotowoltaicznych na odpowiednio eksponowanych połaciach dachu. Z pomocą przyjść mogą połacie dachowe innych budynków w obrębie gospodarstwa domowego. Świetnie nadają się do tego dachy garaży i budynków gospodarczych, jednak przeszkodą mogą okazać się odległości pomiędzy tymi budynkami. Odległości te często powodują, że budowa instalacji fotowoltaicznej z wykorzystaniem jednego inwertera będzie niemożliwa lub nieopłacalna.

Również w tym przypadku ciekawym rozwiązaniem jest zastosowanie dwóch (lub więcej) inwerterów, połączonych ze sobą kaskadowo. Analogicznie do opisanego powyżej przypadku użycia magazynów energii, dodatkową korzyścią jest możliwość utworzenia dwóch obwodów zasilanych niezależnie z magazynów energii. Dzięki temu, użycie zmagazynowanej energii do zasilania urządzeń w garażu lub budynku gospodarczym nie spowoduje wyczerpania magazynu energii w budynku mieszkalnym.

Kaskadowa rozbudowa magazynu energii

Kaskadowe połączenie warto wykorzystać także w przypadku rozbudowy magazynu energii. Większość oferowanych na rynku magazynów energii posiada umożliwiającą rozbudowę budowę modułową, natomiast każdy BMS (Battery Management System) ma swoje ograniczenia. W takim przypadku z pomocą przychodzi połączenie kaskadowe. Dzięki niemu można połączyć ze sobą kilka BMSów i korzystać z połączonej pojemności zarządzanych przez nie modułów baterii.

Łączenie w praktyce – przykłady

Aby uzyskać kaskadowe połączenie falowników, należy połączyć kablem złącza komunikacyjne RS485 w falownikach, zgodnie ze schematem prezentowanym poniżej:

Należy pamiętać o prawidłowym podłączeniu obu sygnałów różnicowych – dodatni RS485+ podłączany jest do styku 2, a ujemny RS485- do styku 4. Zalecana specyfikacja kabla komunikacyjnego – ekranowana skrętka dwużyłowa zewnętrzna, o przekroju poprzecznym kabla 0.2-1 mm2.

Podczas łączenia kaskadowego falowników z serii Huawei SUN2000 jedno z urządzeń pełni rolę falownika głównego (master), zaś pozostałe pełnią rolę falownika(ów) podrzędnych (slave). Zdolność do pełnienia funkcji falownika podrzędnego uzależniona jest od faktu podłączenia magazynu energii Huawei LUNA2000. Podłączając ze sobą kaskadowo falowniki Huawei serii SUN2000 w wersji 1-fazowej i 3-fazowej, należy pamiętać aby były podłączone do sieci w tej samej fazie

Poniższe przykłady wykorzystują urządzenia Huawei Solar. Do Huawei Smart Dongle można podpiąć jeden miernik energii Huawei Smart Meter i do trzech falowników z serii Huawei SUN2000 (z magazynami energii lub bez).

Przykład kaskadowego połączenia inwerterów z zastosowaniem Backup Box

Stosując Huawei Backup-Box, urządzenie to jest przypisane do pojedynczego inwertera do którego jest podpięty i jest zarządzany przez ten inwerter. Na schemacie poniżej zamiast Huawei Smart Dongle pokazany jest Huawei Smart Logger, który pełni dokładnie te same funkcje.

Legenda:
A – moduły fotowoltaiczne
B – zabezpieczenia?
C – inwerter
D – zabezpieczenia?
E – rozdzielnia?
F – Huawei Smart Meter
G – sieć operatora
H – magazyn energii
N – odbiorniki energii elektrycznej
O – odbiorniki w obwodzie krytycznym
P – Huawei Backup Box
Q – Huawei Smart Dongle

Przykład kaskadowego połączenia inwerterów bez zastosowania Backup Box

Legenda:
A – moduły fotowoltaiczne
B – zabezpieczenia?
C – inwerter
D – zabezpieczenia?
E – rozdzielnia?
F – Huawei Smart Meter
G – sieć operatora
H – magazyn energii
I,J – Huawei Smart Dongle
N – odbiorniki energii elektrycznej
Q – Huawei Smart Dongle

Kaskadowe łączenie falowników Huawei SUN2000

Korzystając z magazynu energii, maksymalnie można połączyć ze sobą trzy falowniki Huawei SUN2000. Łączna moc instalacji fotowoltaicznej określana jest przez całkowitą maksymalną moc czynną wszystkich połączonych kaskadowo falowników.

Wykaz modeli falowników Huawei SUN2000 mogących pełnić rolę falownika głównego i podrzędnego (tabela kompatybilności):

Instalacja bez magazynu energii
Falownik głównyKompatybilny falownik podrzędny
SUN2000-(3-20)KTL-M0SUN2000-(3-20)KTL-M0
SUN2000-(50-65)KTL-M0
SUN2000-36KTL
SUN2000-33KTL-A
SUN2000-(3-10)KTL-M1SUN2000-(5-20)KTL-M0
SUN2000-(3-10)KTL-M1
SUN2000-(12-20)KTL-M2
SUN2000-(20-40)KTL-M3
SUN2000-(50-65)KTL-M0
SUN2000-33KTL-A
SUN2000-(3-20)KTL-M0
SUN2000-(12-20)KTL-M2
SUN2000-(3-20)KTL-M0
SUN2000-(12-20)KTL-M2
SUN2000-(50-65)KTL-M0
SUN2000-33KTL-A
SUN2000-(2-6)KTL -L1SUN2000-(2-6)KTL -L1
Instalacja z magazynem energii
Falownik głównyKompatybilny falownik podrzędny
SUN2000-(3-10)KTL-M1SUN2000-(3-10)KTL-M1
SUN2000-(12-20)KTL-M2
SUN2000-(20-40)KTL-M3
SUN2000-(2-6)KTL -L1SUN2000-(2-6)KTL -L1