Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!
Fotovoltaický panel po výrobě je okamžitě připraven k provozu, ale pro jeho využití je vytvořen fotovoltaický systém sestávající z ještě dalších důležitých prvků.
Solární systém - další zařízení
Stejnosměrný proud generovaný ve fotovoltaických článcích není vhodný pro napájení domácích spotřebičů a ještě více pro přenos energie do sítě, dokud není transformován na střídavou frekvenci 50 Hz a jmenovité napětí 230 V. Za tímto účelem se střídače často nazývají invertory. Avšak v instalacích nespolupracujících se sítí (mimo síť) jsou stále potřeba baterie a zařízení pro regulaci jejich nabíjení.
Střídače ve fotovoltaickém systému
Výběr správného střídače je samozřejmě úkolem projektanta systému, ale pokud se musíte rozhodnout, zda koupit levnější nebo dražší, je dobré vědět, jak se liší. Ti, kteří umožňují spolupráci domácího energetického generátoru s energetickou sítí, musí být na vysoké úrovni, aby nezasahovali do jeho provozu - požadavky na ně určují elektrárny. Střídače pro fotovoltaické mikro instalace se nazývají řetězec (nazývaný také řetězcový invertor), protože takzvané řetězce (řetězce) panelů zapojených do série jsou připojeny k jejich vstupním systémům.
Při výběru střídače musíte věnovat pozornost především maximálnímu přípustnému napětí. Ukazuje, kolik panelů může být v řetězci. Aby bylo možné k měniči připojit větší počet panelů (pro větší instalační výkon), mohou být paralelně spojeny dva nebo více řetězců, ale pouze v případě, že každý z nich má stejný počet panelů se stejnými parametry a jsou vystaveny ve stejném (nakloněné pod stejným úhlem a zaměřené na stejnou stranu světa). Jinak by rozdíl napětí mezi řetězci vytvořil stejnosměrný proud, který by mohl poškodit články (některé střídače mohou mít pojistky, které je ochrání). Pokud tedy nelze tuto podmínku splnit, musíte pro každý řetězec nebo víceřetězcové zařízení, tj. Vybavené několika vstupy, připojit několik různých řetězců, musíte použít samostatné střídače. Stojí za to udělat, pokud plánujete rozšíření systému v budoucnu, protože není známo, zda bude možné zakoupit stejné panely jako ty dříve nainstalované. A díky tomu se můžete vyhnout nákupu druhého střídače. Pro výkon systému je důležité vybavit střídač systémem sledování maximálního výkonu (MPPT). Jejich síla je součinem okamžitého proudu a napětí, které se mění se změnami intenzity slunečního záření a teploty článku. Řídicí jednotka měniče má software, který počítá hodnoty proudu a proudu, při kterých je výkon nejvyšší a střídač dosahuje nejvyšší účinnosti. Přesnost přizpůsobení provozního bodu střídače maximálnímu výkonu panelů závisí na použitém algoritmu.
Zařízení s vícenásobným sledováním mají několik sledovacích systémů a umožňují modulaci provozních parametrů jednotlivých nerovnoměrně osvětlených částí instalace. Software takových střídačů umožňuje minimalizovat energetické ztráty způsobené částečným zastíněním panelů výpočtem maximálního energetického bodu nejen celé instalace, ale také jejích fragmentů. Nejdůležitějším prvkem střídače je samozřejmě systém měnící napětí - nejčastěji rychlým zapínáním a vypínáním stejnosměrného napětí řízením mostu tranzistorového klíče.
Je-li mikro instalace připojena k síti, musí být střídač vybaven systémem, který monitoruje napětí a frekvenci jejích změn v síti a reaguje na změny hodnot těchto parametrů - odpojení instalace od sítě v případě překročení přípustného rozsahu. Bohužel se to rovná přerušení příjmu energie z fotovoltaických panelů - tyto typy zařízení neumožňují napájení domácích zařízení prostřednictvím panelů v případě výpadku sítě. K vytvoření nouzového zdroje energie je proto zapotřebí nezávislý systém baterií.
Galvanické oddělení panelů od elektrické sítě může být zajištěno transformátorem, ale v moderních střídačích je nahrazeno pokročilejšími ochranami - mnohem menší a lehčí. A co je nejdůležitější, nezpůsobují tolik energetických ztrát jako toto zařízení. S tenkovrstvými panely však obvykle mohou pracovat pouze transformátorové střídače. Pokud se používá beztransformátorový střídač, je zapotřebí zařízení na zbytkový proud z důvodu chybějící galvanické izolace na straně střídavého proudu.
Střídače jsou standardně vybaveny svodičem přepětí, ale některé umožňují instalaci dalšího svodiče přepětí typu 2 (umožňujícího další snížení přepětí) a sledování jejich stavu. Díky nim je možné snadno integrovat do systému ochrany před bleskem.
Elektronická ochrana fotovoltaických řetězců zabraňuje vytváření nebezpečných zpětných proudů vznikajících v důsledku poškození panelů nebo výměny pólů při jejich připojení, což může způsobit požár. Tato ochrana vám také umožňuje upustit od jednoduchých pojistek, které by se po vypnutí musely vyměnit. Střídač se během provozu zahřívá, což by se mělo při výběru místa montáže zohlednit. Některé jsou vybaveny chladicím ventilátorem - je lepší, když je teplota řízena spíše než běžet bez přerušení, protože spotřebovává méně energie.
Zařízení dobré třídy mají displeje, ze kterých si můžete přečíst aktuální provozní parametry instalace, množství energie získané v daný den a od začátku provozu systému, a dokonce zobrazit křivku účinnosti zařízení. V případě poruchy se zobrazí informace o chybě. Komunikace může být usnadněna rozhraním RS485 a dokonce i Bluetooth pro příjem informací nebo změnu nastavení na dálku.
Měnič může mít funkci využívání síťových služeb nabízených provozovatelem distribuční soustavy (aktivní omezení výkonu nebo sdílení reaktivního výkonu). Beztransformátorové střídače pro fotovoltaické instalace se špičkovým výkonem 3 kW stojí 2, 5–7 tisíc. zł. Nejlepší dosáhnout účinnosti nad 97%.
Mikrofalowniki
Namísto jednoho střídače pro celý systém se mikrovlnná zařízení, která nezávisle ovládají každý panel, používají také v malých instalacích. Systém s několika mikrovlnami je dražší než u jednoho společného střídače - v případě instalací s celkovým výkonem několika kilowattů přibližně 15%, tj. Několik tisíc zlotých.
Stojí za to použít takové řešení? Výběr mikrovlny je podporován snadnou expanzí a opravou instalace. Připevňují se přímo k panelům, v případě poškození jednoho je zbytek funkční. Ale nejdůležitější výhodou je ta, která se objeví při částečném zastínění některých panelů. Nezávislé mikrovlnné trouby znamenají, že energetický výnos je větší než při použití jednoho společného měniče pro celou instalaci (zejména ne příliš pokročilý). Jejich použití by proto mělo být zváženo pouze tehdy, jsou-li panely umístěny poblíž předmětů, které pravidelně ztěžují dosahování slunečního záření - komíny, vikýře, arkýřová okna, vysoké budovy nebo stromy.
Počítačové programy umožňující simulace provozu systému přicházejí s pomocí při posuzování ziskovosti používání mikrovln. Za investování lze považovat, pokud simulace ukáže, že díky nim bude výroba elektřiny nejméně o tucet nebo více procent vyšší než při použití běžného střídače. Musíte však také vzít v úvahu, že čím nižší je míra využití energie díky tomuto dražšímu řešení, tím horší je hospodářský výsledek - doba návratnosti je delší. Za jednu mikrovlnnou troubu pro modul se špičkovým výkonem 250 W musíte zaplatit 650 - 900 PLN (za instalaci 3 kW potřebujete 12).
Baterie ve sluneční soustavě
V ostrovních instalacích jsou nezbytná - bez nich není možné napájet zařízení, jejichž provoz je nutný nejen v období silného slunečního světla. Nejprve se rozhodují, kolik sluneční energie lze v takovém systému využít.
Kapacita baterie samozřejmě ukazuje, jak dlouho přijímače vydrží, ale také kolik energie můžete sbírat z fotovoltaických článků - čím vyšší, tím lepší. Pokud se baterie rychle nabijí, fotovoltaické panely jsou často zbytečné, i když mohou dodávat energii, což výrazně zvyšuje dobu návratnosti.
Vhodnost solárního systému je určena odolností baterie vůči častému nabíjení a hlubokému vybití - čím nižší je prahová hodnota pro vybíjení, tím lépe. V populárních, nejlevnějších olověných autobateriích, tzv. Startovacích bateriích, je vysoká - vybíjení pod 80% kapacity způsobuje jejich zničení. Jejich využitelná kapacita je tedy pouze 20% jmenovité kapacity. Konstrukce tohoto typu baterie byla vyvinuta proto, aby na krátkou dobu vydávala velmi vysoký proud (aby se spustil startér spalovacího motoru), a při elektroinstalaci v domě potřebujete mnohem méně proudu přijímaného na mnoho hodin.
Z tohoto důvodu jsou trakční baterie mnohem vhodnější pro sluneční soustavu - používají se mimo jiné k řízení elektrických vozidel. Některé z nich lze vyložit téměř na nulu a dokážou přežít spoustu nakládacích a vykládacích cyklů.
Baterie se zvýšenou životností a hlubokým výbojem mohou být naplněny tekutým elektrolytem - nazývají se EFB. Liší se od běžných použitím tlustších desek vyztužených polyesterem. Akumulátory s koncentrovaným elektrolytem - gelem, označené zkratkou HZY. Jsou bezpečnější, protože nehrozí žádné riziko úniku korozivní kyseliny. Často jsou nabízeny jako baterie určené speciálně pro solární instalace. Pro tuto aplikaci jsou přinejmenším stejně dobré baterie se skleněnými rohožemi namočenými v elektrolytu - AGM, ale nejsou používány tak široce kvůli vyšší ceně, stejně jako velmi dobrým, ale mnohem dražším bateriím nikl-hydridových (NiMH), nikl-kadmiem (NiCd) a lithný polymer (LiPo).
Chcete-li koupit kvalitní 12 V gelové baterie s kapacitou 100 Ah, musíte utratit téměř 1 000 PLN (pro instalace 1 kW potřebujete 12 V baterie s užitečnou kapacitou asi 4000 Ah).
Regulátory nabíjení
Aby se využilo co nejvíce sluneční energie a aby se zabránilo ztrátám při nabíjení baterií ve fotovoltaickém systému, měl by se použít moderní řadič (regulátor) nabíjení založený na mikroprocesorové technologii, pokud možno s dříve popsaným systémem řízení maximálního výkonu (MPPT). Účelem tohoto zařízení je mimo jiné ochrana systému proti zpětnému proudu tak, aby se baterie nevybíjely fotobuňkami, pokud nefungují.
Životnost baterie je prodloužena pomocí tříúrovňového teplotně kompenzovaného algoritmu nabíjení použitého v některých regulátorech. Regulátory mají ochranu proti přepólování (plus a mínus), nadproud, zkrat a teplotní ochranu. Mohou pracovat s jakýmkoli vstupním napětím a automaticky rozpoznat jmenovité napětí bateriového systému. Nedovolují přetížení a nadměrné vybití. Existují regulátory vybavené časovači, které řídí přijímače, což pomáhá využívat sluneční energii v co největší míře. Řadič nabíjení značky s velmi dobrými parametry (99% účinnost) pro solární zařízení s kapacitou až 3 kW vyžaduje přibližně 2, 5 tisíce zł.