Het aggregaat of het net
ter ondersteuning van het zonnepompen

Wat een tweede bron aan een zonne-installatie toevoegt

Een installatie moet soms een druk aanhouden aan de sproeier, het kanon of de pivot, een debiet aanhouden gedurende het hele beregeningsvenster, of een geprogrammeerd dagvolume halen. Wanneer de straling niet het volledige gevraagde vermogen levert, vult de tweede bron de voeding aan. De studie geeft dan het zonneaandeel, de energie die van de hulpbron wordt gevraagd en de bedrijfsvoorwaarden van de gekozen architectuur.

Die logica is die van de constante druk: zodra de instelling een agronomische eis wordt, houdt ze op een seizoensgemiddelde te zijn. Het praktijkvoorbeeld van de kiwi in het Zuidwesten van Frankrijk geeft er een lezing op ware grootte van.

Drie architecturen om een hulpbron te integreren

Elke reeks organiseert de hulpbron op haar eigen manier, en elk fabrikantenboekje beschrijft het toegangspunt van de tweede bron en de bijbehorende bedieningswijze; LE LAB neemt die beschrijving over zoals ze is. De keuze tussen de drie volgt de pomp, en de pomp volgt het werkpunt: het debiet bij de opvoerhoogte van de werf wijst de reeks aan, de hulpbron wordt daarna geplaatst.

SQFlex: de automatische terugkeer naar zonne-energie

De motor MSF 3 van de SQFlex draagt zijn stuurmodule in zich en aanvaardt zowel een gelijkspanningsvoeding van 30 tot 300 VDC (100 tot 300 VDC voor de motor van 2 500 W) als een eenfasige wisselspanningsvoeding van 1 × 90 tot 240 V, in 50 of 60 Hz. De pomp kan zo het fotovoltaïsche veld en een wisselstroombron ontvangen zonder tussenliggende omvormer.

De kast IO 101 stuurt de voeding van een SQFlex-installatie die met een aggregaat is gekoppeld. Het starten van het aggregaat zet het systeem in werking; het stoppen ervan zorgt voor de automatische terugkeer naar de zonnevoeding. De handleiding schrijft het zo: « Het aggregaat moet regelmatig draaien opdat de pomp zou starten. »

SP en SPE onder RSI: de ingang voor noodvoeding

De solaromvormer RSI is verenigbaar met gelijkstroom en met wisselstroom. Zijn technische boekje schrijft het in één zin: de RSI kan met het net of met een aggregaat worden verbonden als noodvoeding bij onderbreking van het zonnepaneel. Dat speelt zich af op drie klemmen, L1, L2 en L3, beschreven als de driefasige AC-voeding, naast de gelijkspanningsbus die het veld ontvangt.

De wisselspanning aan de ingang volgt de uitvoering van de omvormer: 208 tot 240 VAC in het lage spanningsbereik, 380 tot 480 VAC in het hoge spanningsbereik, dat van de grote machines. De ingang is gedocumenteerd als noodvoeding, en de organisatie van de bediening wordt in de kast bepaald, werf per werf, met het schakelmateriaal dat de installateur kiest. Diezelfde compatibiliteit dient in het atelier: het boekje meldt dat ze toelaat de omvormer op het driefasennet van het atelier aan te sluiten om hem buiten de werf voor te bereiden, wat de installatie ter plaatse snel en eenvoudig maakt.

Dat is de architectuur van de grote volumes, die van de pompen SPE en SP onder RSI. Het zonnepompen op het elektriciteitsnet vindt er zijn meest rechtstreekse geval: een aangesloten bedrijf houdt zijn abonnement in reserve en laat het veld de rest van de tijd werken.

PSk: de continue combinatie van de twee bronnen

De regelaar PSk3 draagt een wisselstroomingang in zich. Hij kan omschakelen tussen zonne-energie en de wisselstroombron of beide combineren om een debiet of een druk aan te houden. In hybride bedrijf past de regelaar de bijdrage van de hulpbron aan de schommelingen van het fotovoltaïsche veld aan, om de instelling te behouden die de dimensionering voorziet.

De twee bronnen komen samen op de gelijkspanningsbus. Om hun gelijktijdige werking mogelijk te maken, moet de werkelijke Vmp-spanning van het veld boven de gelijkgerichte wisselspanning blijven. Op de generatie PSk2 wordt die functie verzorgd door de kast smartPSUk2. De spanningsdrempels, de reeksen en de aansluitregels staan in detail in de fiche LORENTZ PSk hybride.

De bedieningswijze wordt eens en voor altijd bij de inbedrijfstelling ingesteld. De toepassingsnota « solar by default » van LORENTZ beschrijft het resultaat: de uitbater zet zijn aggregaat aan en het systeem gaat in hybride bedrijf; hij zet het af en het systeem keert automatisch terug naar zonnebedrijf. De smartStart voegt de bediening van het aggregaat zelf toe, via een potentiaalvrij contact dat sluit zodra de hulpbron wordt gevraagd.

Aan de netzijde werkt de PSk3 van 380 tot 480 V op plus of min 10 %, van 45 tot 60 Hz: hij bewaakt de spanning en koppelt aan wanneer ze binnen dat bereik ligt. Het detail van de hybride werking van de PSk staat op een aparte pagina.

Granada: een voorbeeld van verdeling tussen zon en hulpbron

Voor een behoefte van 60 m³ per dag, zes uur beregening bij 3,0 bar en een totale opvoerhoogte van 96 m, kiest de studie een LORENTZ PSk3-15 C-SJ17-18, een veld van 8 755 Wp en een aggregaat van 6,5 kW continu vermogen. De energieverdeling is opgesteld op zestien jaar werkelijke instraling, uur per uur.

Het aggregaat kiezen op het werkpunt

De grootheid die de keuze stuurt, is het continu vermogen van het aggregaat, dat wat het bij ononderbroken belasting levert, en het vertrekpunt is het vermogen dat op het werkpunt wordt opgenomen. LORENTZ publiceert de regel en illustreert ze: 6 kW opgenomen geven een aggregaat van 9 kW in de nota over hybride dimensionering, en 29,7 kW opgenomen geven 44,55 kW, dus minstens 45 kW, in het Spaanse irrigatiegeval. De factor 1,5 dekt het rendement van de omvormer, de arbeidsfactor en het derateren bij continu bedrijf. In Granada geven de 4,26 kW opgenomen vermogen 6,5 kW, afgerond naar de hogere halve kilowatt.

De regelaar werkt met aggregaten waarvan het continu vermogen hoger, gelijk aan of lager is dan dat van de motor: is het aggregaat kleiner, dan stemt een snelheidsgrens die bij de inbedrijfstelling wordt ingesteld de vraag af op wat het kan geven. Dat is de eigen winst van de hybride architectuur, zo geschreven in de nota smartSolution: ze laat toe een aggregaat te kiezen dat merkelijk compacter is dan wat een pompen op diesel alleen zou vragen.

• Spanning. 380, 400, 415, 440, 460 of 480 V driefasig, volgens de specificaties die LORENTZ smartSolution ondersteunt.
• Frequentie. 50 of 60 Hz.
• Starten op afstand. Functie met twee draden zodra de smartStart het aggregaat bedient; die levert een potentiaalvrij contact met schakelvermogen 250 VAC of 30 VDC bij 2 A (handleiding PSk2, uitgave 2023).
• Ingangsstroom. De wisselstroomingang werkt als gelijkrichter en vraagt een niet-sinusvormige stroom, die de maximale waarde licht verhoogt: alle onderdelen worden daarop gedimensioneerd.
• Openbaar net. Waar een grens voor harmonische vervorming geldt, worden filters aan de ingang geplaatst; ze verlagen ook de effectieve stroom die aan de bron wordt gevraagd.
• Beveiligingen. De ingang krijgt haar zekering en haar handmatige scheiding, gedimensioneerd op de nominale stroom van de regelaar.

De hulpbron komt in de studie vanaf stap 6

In stap 6 voegt het opgeven van een andere stroombron de hulpbron aan het project toe. LE LAB berekent dan de verdeling tussen de zon en de tweede bron op zestien jaar werkelijke instraling, uur per uur, toont de typische dag van de ontwerpmaand en geeft het zonneaandeel over het jaar. Het installatieschema toont het aansluitpunt dat bij de gekozen reeks hoort.

Het professionele rapport wijdt een volledige sectie aan die verdeling: de drukinstelling en de plaats van de sensor, en vervolgens het aanbevolen aggregaat in continu vermogen, het zonneaandeel, de energie van de hulpbron, de draaitijd en de geschatte diesel, met de bijbehorende verbruiksaanname.

De documenten achter deze pagina

Elk hier beschreven gedrag van het materieel komt uit de officiële documentatie van de betrokken fabrikant. De cijfers van het schoolvoorbeeld komen uit de applicatie LE LAB, op de uurbasis PVGIS SARAH2.