1. Opis techniczny instalacji – charakterystyka ogólna

Instalacja stanowi zintegrowany system energetyczny typu Multi-Source Energy Hub, który łączy funkcjonalności:

  • produkcji energii elektrycznej (PV, mikro-wiatr),
  • produkcji i wykorzystania energii cieplnej (pompa ciepła, kolektory słoneczne, magazyny ciepła),
  • magazynowania energii elektrycznej (baterie LFP),
  • inteligentnego zarządzania przepływami energetycznymi (EMS – Energy Management System),
  • współpracy z zewnętrzną siecią elektroenergetyczną (on-grid/off-grid),
  • dynamicznej optymalizacji w czasie rzeczywistym.

System charakteryzuje się architekturą modułową, co umożliwia dowolną skalowalność, integrację nowych źródeł energii oraz rozbudowę o nowe funkcje bez ingerencji w istniejącą infrastrukturę.

2. Elementy konstrukcyjne instalacji

2.1. Część wytwarzania energii

1. Moduły fotowoltaiczne

    • Moc jednostkowa: 400–600 Wp.
    • Technologia HJT / TOPCon / Mono PERC.
    • Odporność na PID, LID oraz wysoką temperaturę.

2. Inwertery hybrydowe

    • Praca on-grid / off-grid.
    • Możliwość bezpośredniego podłączenia magazynu energii.
    • Zintegrowane zabezpieczenia (SPD, RCMU, OCP).

3. Mikroturbiny wiatrowe (opcja)

    • Zakres mocy: 1–10 kW.
    • Niskie progi startowe prędkości wiatru (<2 m/s).

4. Pompa ciepła powietrze–woda

    • Typ: monoblok / split.
    • Moc grzewcza: 6–20 kW.
    • Współczynnik COP > 4,7 (A7/W35).

5. Kolektory słoneczne (opcja)

    • Technologia próżniowa lub płaska.
    • Temperatura robocza do 120°C.

2.2. Część magazynowania energii

1. Magazyn energii elektrycznej (LFP)

    • Zakres pojemności: 5–100 kWh.
    • Żywotność: >6000 cykli.
    • Zabezpieczenia BMS: OVP, UVP, OCP, OTP, SOC control.

2. Magazyny ciepła

    • Bufory stratygraficzne 200–1000 l.
    • Zbiorniki c.w.u. 150–500 l.
    • Izolacja poliuretanowa min. 100 mm.

2.3. System sterowania i integracji

1. EMS – Energy Management System

    • Mikroprocesorowy system zarządzania energią.
    • Zdalny nadzór (IoT, chmura).
    • Algorytmy predykcyjne AI.

2. BMS – Battery Management System

    • Kontrola napięcia, temperatury i SOC baterii.

3. HUB komunikacyjny

    • Protokoły: Modbus RTU/TCP, CAN, MQTT.
    • Integracja wszystkich źródeł energii w jednym panelu.

4. Układy zabezpieczeń

    • Rozłączniki DC/AC.
    • Ochrona przeciwprzepięciowa SPD T1/T2.
    • Zabezpieczenia nadprądowe i różnicowoprądowe.

3. Schemat działania instalacji (opis techniczny)

Poniższy opis stanowi schemat funkcjonalny systemu, przedstawiający przepływy energii i logikę działania.

SCHEMAT DZIAŁANIA – OPIS BLOKOWY

1. GENERACJA ENERGII (OZE)

  1. Moduły PV → generują energię DC.
  2. Mikroturbina wiatrowa (opcjonalnie) → generacja AC/DC.
  3. Kolektory słoneczne → wytwarzają energię cieplną.

Energie trafiają do:
→ inwertera (energia elektryczna)
→ modułu hydraulicznego (energia cieplna)

2. KONWERSJA I ZASILANIE

Inwerter hybrydowy:

  • przekształca DC → AC,
  • zasila odbiorniki,
  • ładuje baterię,
  • bilansuje energię z siecią.

Pompa ciepła:

  • pracuje na podstawie sygnałów EMS,
  • wykorzystuje energię PV do zwiększenia autokonsumpcji.

3. MAGAZYNOWANIE ENERGII

Magazyn prądu (LFP):

  • ładowany nadwyżkami PV lub tanim prądem z sieci,
  • rozładowywany przy dużym obciążeniu lub braku PV.

Magazyn ciepła:

  • bufor stratygraficzny odbiera ciepło z pompy ciepła i kolektorów słonecznych,
  • c.w.u. podtrzymywane w godzinach wysokiej produkcji PV.

4. DYSTRYBUCJA ENERGII

EMS decyduje o przepływach energii:

  • Jeśli PV > zużycie → ładowanie baterii i bufora ciepła.
  • Jeśli PV < zużycie → pobór energii z baterii.
  • Jeśli bateria < ustalony SOC → pobór z sieci.
  • Jeśli taryfa energii jest wysoka → praca autonomiczna.
  • Jeśli taryfa jest niska → ładowanie baterii z sieci (opcjonalnie).

EMS stale optymalizuje pracę urządzeń w celu:

  • redukcji kosztów energii,
  • zwiększenia autokonsumpcji,
  • minimalizacji obciążenia sieci.

5. KOMUNIKACJA I ZARZĄDZANIE

System działa jako jeden układ:

  • EMS koordynuje inwertery, pompy ciepła i magazyny.
  • BMS kontroluje bezpieczeństwo baterii.
  • Dane są przesyłane do chmury i aplikacji mobilnej.
  • System przeprowadza autodiagnostykę, raportuje anomalie i przewiduje awarie.

SCHEMAT DZIAŁANIA – WERSJA GRAFICZNA