niedziela, 1 września 2019

Budowa elektrowni słonecznej, cz.1

Firmom się nie chciało budować tak małej instalacji, więc sam muszę zaprojektować i zbudować. Później pomyśli się nad legalizacją, albo i nie :)

Dzięki energooszczędnym sprzętom i pobierającym znikome ilości energii elektrycznej w trybie standby, udało mi się w mieszaniu zejść do zużycia poniżej 1MWh rocznie. Czyli rachunki na około 45 złotych miesięcznie.
Ale to już otarło się o dno i mocniej nie mam gdzie przyciąć, a nie chcę z niczego rezygnować, np. z czajnika elektrycznego. Dalsza obniżka jest możliwa tylko dzięki wspomaganiu, np. fotowoltaiką.

Jakież było zdziwienie firm montujących, że ja też chcę sobie zamontować z tak małymi rachunkami. Bo zazwyczaj montują ludzie z rachunkami za prąd przekraczającymi 150 złotych miesięcznie. Ja dochodzę do innego wniosku, że właśnie przy małych rachunkach można zacząć się bawić, bo instalacja będzie malutka i tania. Nie żadne 10 tysięcy złotych, ze wszystkim nie przekroczy 2 tysięcy i się zwróci w około 5 lat.
Czyli podobne podejście jak np. przy projektowaniu satelitów i innych systemów zasilanych autonomicznie, gdzie najpierw maksymalnie obniża się zużycie energii, później zastanawia jak to zasilić.

Ale wynikł problem, że firmy nie montują instalacji nawet za 5 tysięcy, to dla nich zbyt mało. Więc jestem zdany na siebie.

Najprostsza instalacja, to panel plug-in, czyli zintegrowany z mikroinwerterem. Wtyka to się do dowolnego gniazdka elektrycznego. W Polsce raczej nie do zdobycia, choć łatwo i dużo taniej można samemu zbudować, mocując 2 śrubkami mikroinwerter do panela.

Jednak przede wszystkim potrzebne jest gniazdko elektryczne. Ale gniazdka mam w mieszkaniu, a panel chcę zamontować na dachu. Trzeba dorobić dodatkowe gniazdko. Więc dorobiłem na klatce schodowej, tuż pod włazem na dach.
Schemat połączeń pokazuje rysunek:
Ostrzegam, że nie jestem elektrykiem. Znam się na elektronice i BHP przy pracach z obwodami elektrycznymi, ale elektryka to jednak trochę coś innego (aktualizowane normy itp.). Więc zrzekam się odpowiedzialności gdyby ktoś chciał powielić. Zalecam konsultowanie się z prawdziwym elektrykiem, a jak ktoś nie miał do czynienia z obwodami elektrycznymi, to zatrudnienie elektryka do robót.

Panele będą na dachu, co stwarza ryzyko przepięć i uderzeń piorunów. Gdyby umieścić niżej niż dach, to nie byłoby żadnego problemu, można wpiąć do zwykłego gniazdka, ale na dachu jest pewne zagrożenie i coś z tym trzeba zrobić.

Zastosowałem więc odgromnik klasy B+C (II, do 65 tysięcy amperów) chroniący to dodatkowe gniazdko, połączony między przewód fazowy (L) a ochronny (PE). Jednak tutaj ważna uwaga - w nowszych instalacjach powinno się stosować drugi odgromnik między przewodem neutralnym (N) i ochronnym (PE). Ja mam starszą instalację i do klatki schodowej dochodzi kabel dwuprzewodowy, gdzie N i PE są tym samym, więc stosowanie odgromnika między nimi pozbawione byłoby sensu. W nowszych instalacjach N i PE też są ze sobą połączone, ale gdzie indziej, najczęściej na wejściu do budynku i tam uziemione, jednak zaleca się odgromnik między nimi.
Na rysunku do mieszkania dochodzi kabel 3-przewodowy, bo z powodu jego uszkodzenia niedawno był wymieniany i taki elektrycy z administracji założyli, ale i N i PE są ze sobą połączone przy bezpieczniku na klatce schodowej, wcześniej był 2-przewodowy. Dla pewności przy liczniku dałem mostek zwierający (drut) między N i PE, aby zmniejszyć odległości, jednak w prawdziwych 3-przewodowych instalacjach nie zaleca się tego i trzeba montować 2 odgromniki (choć z drugiej strony, po ich zwarciu ze sobą nic złego się nie stanie, o ile przed zworą nie ma gdzieś różnicówki).

Zauważyłem, że jeden pokój ma oddzielny bezpiecznik, co trochę bez sensu, po co w tak małym pokoju oddzielny bezpiecznik :)
Więc wpiąłem kabel do bezpiecznika od pozostałych pokoi. Teraz jeden jest od wszystkich pokoi, drugi od kuchni, łazienki i ubikacji, a trzeci został pusty, prowadzący donikąd. Do tego trzeciego bezpiecznika wpiąłem nowe gniazdko na klatce schodowej. W ten sposób gniazdko ma oddzielny bezpiecznik, będący jednocześnie jego wyłącznikiem. To o tyle istotne, że instalacje słoneczne według polskich przepisów muszą mieć wyłącznik po stronie AC 230V. Te jest spełnione na dwa sposoby, właśnie tym bezpiecznikiem, albo po prostu można wyciągnąć wtyczkę z gniazdka.

Dodałem drugi ogranicznik przepięć, tym razem klasy D (do 10 tysięcy amperów), pomiędzy wejściami do bezpieczników i przewodem ochronnym PE.
Właściwie D służą do ochrony tylko pojedynczych urządzeń, a nie całych mieszkań. Jednak po przemyśleniu, to przez klatkę schodową, bezpiecznik (z tego co pamiętam topikowy 25A), oraz licznik elektryczny, to nie ma najmniejszych szans, by przepłynęło 60 tysięcy amperów, ani nawet 10 tysięcy amperów, po prostu drut w bezpieczniku i cewka w liczniku by wyparowały na długo przed osiągnięciem takich natężeń. Ogranicznik przepięć po większym przepięciu może się zewrzeć, dlatego musi być chroniony bezpiecznikiem, w tym przypadku bezpiecznikiem na klatce schodowej.
Jeśli to byłoby wejście instalacji w domku jednorodzinnym, to jednak powinien być ogranicznik B+C, akurat w moim przypadku wystarczy D, będzie czulszy :)

W zasadzie wystarczyłby tylko ogranicznik w miejscu D, dałem dwa tak na wszelki wypadek, bo okazyjnie zdobyłem dwa, akurat jeden B+C i drugi D. Gdybym kupował za pełną cenę w sklepie, to brałbym tylko jeden, bo to trochę kosztowne zabawki.

Efekt po zamontowaniu ograniczników przepięć na fotografii:
Całkiem elegancko wyszło, obeszło się bez dodawania nowej tablicy rozdzielczej. Na fotografii nie widać, że do góry i w lewo wykułem miejsce na kabel prowadzący do gniazdka, który ładnie wszedł pod plastik. Po zaszpachlowaniu nie ma śladu, choć jeszcze nie zamalowałem, ale biała szpachla i ściana.
Jest tam przewiercony otwór na klatkę schodową (trzeba uważać przy wierceniu, bo kable z licznika zazwyczaj idą w ścianie do góry, ja je zlokalizowałem detektorem).

A oto i gniazdko dorobione na klatce schodowej:
Przytuliło się do listwy od domofonu, więc nie za bardzo widać gdzie jest podłączone, że właśnie do mieszkania. Tam w środku do tyłu jest nawiercony otwór.
Nie mogłem gniazdka przesunąć choćby o milimetr w górę, więc nie zmieściła się gumowa zaślepka do przeciągnięcia kabla, stąd widać od dołu taki czarny kwadracik. Zaślepiłem ten otwór przyciętym kawałkiem grubej gumy.
Druga zaślepka jest od góry lewego gniazdka, tam można w przyszłości wyprowadzić jakiś kabel do czegoś tam, ale falownik będzie wpięty wtyczką.

Celowo zastosowałem gniazdko podwójne poziome, bo wtedy obydwa mają tak samo rozmieszczoną fazę i nie da się wtyczki wpiąć odwrotnie. W niektórych falownikach może to mieć znaczenie i nie można zamieniać przewodów, jak w zwykłych sprzętach.

Jeszcze zastosowałem kolejne zabezpieczenie przed piorunami :)
Otóż kabel dochodzący do mieszkania ma przekrój 6mm2. Do obwodów w mieszaniu to nie wiem, nie mierzyłem, ale co najmniej 2,5mm2, lub grubsze.
Kabel prowadzący do gniazdka to linka miedziana 3x1,5mm2 w podwójnej izolacji. Grubszego nie było w sklepie i mógłby się nie zmieścić w otworze średnicy 8mm, a nie miałem grubszego wiertła o takiej długości.
Kabel z wtyczką wpiętą do gniazdka będzie miał 0,7mm2 lub 1mm2. Dla kilkuset watów to w zupełności wystarczy.
W przypadku uderzenia pioruna kabelek 0,7mm2 idący z dachu po prostu wyparuje, nie ma fizycznej możliwości by przecisnęło się przez coś takiego kilkadziesiąt tysięcy amperów. Nawet jak do tego czasu przepuści kilkaset amperów, to już są energie łatwe do wyłapania przez ograniczniki przepięć i bezpieczniki. Więc to stopniowanie grubości kabla jest celowe, jak ma coś się upalić, to kabel idący z dachu, w ostateczności kabel łączący gniazdko, to nastąpi przy prądach nie czyniących szkody w instalacji elektrycznej (pojawiające się przy okazji przepięcia mogą zaszkodzić sprzętom, ale od tego są ograniczniki przepięć).
Bezpieczniki też są, ale problem z bezpiecznikami jest tego typu, że są malutkie, a przy uderzeniu pioruna może się pojawić kilkucentymetrowy łuk elektryczny i prąd będzie sobie płynął dalej. Natomiast jak kabel wyparuje, to nic przez niego już nie przepłynie. Przy uderzeniu pioruna priorytetem jest ochrona ludzi, a nie sprzętu i kabelków dochodzących z dachu.

To na tyle w pierwszym etapie budowy. Instalacja elektryczna już jest dostosowana i zabezpieczona, w ciągu kilku tygodni będę montował panele na dachu.

Jeszcze jedna uwaga - przy kablach wychodzących na zewnątrz budynku warto by zastosować bezpiecznik różnicowy. Bo wilgoć i uszkodzenia kabla mogą powodować przebicia prądu, ale o natężeniach nie do uchwycenia przez zwykły bezpiecznik np. 16A, jednak niebezpiecznych dla życia.
Ja po prostu nie miałem miejsca na tablicy dla dodatkowych bezpieczników i kabli, tam już nic się nie zmieści. Prawdopodobnie dam bezpiecznik różnicowy we wtyczce kabla dochodzącego z dachu (są też i takie).