Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!

Fotovoltaický panel je po výrobe okamžite pripravený na prevádzku, ale na to, aby z neho mohol mať úžitok, sa vytvára fotovoltaický systém pozostávajúci z ďalších dôležitých prvkov.

Solárny systém - ďalšie zariadenia

Jednosmerný prúd generovaný vo fotovoltaických článkoch nie je vhodný na napájanie domácich spotrebičov, a ešte viac na prenos energie do rozvodnej siete, pokiaľ nie je transformovaný na striedavú frekvenciu 50 Hz a menovité napätie 230 V. Na tento účel sa invertory často nazývajú invertory. V zariadeniach, ktoré nespolupracujú so sieťou (mimo siete), sú však stále potrebné batérie a zariadenie na reguláciu ich nabíjania.

Invertory vo fotovoltaickom systéme

Výber správneho striedača je samozrejme úlohou projektanta systému, ale ak sa musíte rozhodnúť, či kúpiť lacnejšie alebo drahšie, je dobré vedieť, ako sa líšia. Tí, ktorí umožňujú spoluprácu domáceho výrobcu elektrickej energie s elektrickou sieťou, musia byť vysokej triedy, aby nezasahovali do jeho činnosti - požiadavky na ne určujú elektrárne. Invertory pre fotovoltaické mikro inštalácie sa nazývajú reťazec (tiež označovaný ako reťazcový invertor), pretože takzvané reťazce (reťazce) panelov zapojených do série sú pripojené k ich vstupným systémom.

Pri výbere meniča musíte venovať predovšetkým maximálnemu povolenému napätiu. Ukazuje, koľko panelov môže byť v reťazci. Aby bolo možné k meniču pripojiť väčší počet panelov (pre väčší inštalačný výkon), je možné paralelne spojiť dva alebo viac reťazcov, ale iba vtedy, ak každý z nich má rovnaký počet panelov s rovnakými parametrami a sú exponované v rovnakom (naklonené pod rovnakým uhlom a nasmerované na tú istú stranu sveta). Inak by rozdiel napätia medzi reťazcami vytvoril jednosmerný prúd, ktorý by mohol poškodiť články (niektoré meniče môžu mať poistky na ich ochranu). Takže ak túto podmienku nemožno splniť, musíte použiť samostatné meniče pre každú reťaz alebo zariadenie s viacerými reťazcami, t. J. Vybavené niekoľkými vstupmi na pripojenie niekoľkých rôznych reťazcov. Je potrebné urobiť, ak plánujete rozšírenie systému v budúcnosti, pretože nie je známe, či bude možné kúpiť rovnaké panely ako tie, ktoré boli predtým nainštalované. A vďaka tomu sa môžete vyhnúť nákupu druhého meniča. Pre výkon systému je dôležité vybaviť menič systémom sledovania maximálneho výkonu (MPPT). Ich sila je produktom okamžitého prúdu a napätia, ktoré sa menia so zmenami intenzity slnečného žiarenia a teploty buniek. Riadiaca jednotka meniča má softvér, ktorý počíta aktuálne hodnoty napätia a prúdu, pri ktorých je výkon najvyšší a menič dosahuje najvyššiu účinnosť. Presnosť prispôsobenia pracovného bodu meniča maximálnemu výkonu panela závisí od použitého algoritmu.

Zariadenia s viacnásobným sledovaním majú niekoľko sledovacích systémov a umožňujú moduláciu prevádzkových parametrov jednotlivých nerovnomerne osvetlených častí zariadenia. Softvér takýchto invertorov umožňuje minimalizovať energetické straty spôsobené čiastočným zatienením panelov výpočtom maximálneho energetického bodu nielen celej inštalácie, ale aj jej fragmentov. Najdôležitejším prvkom meniča je, samozrejme, systém na zmenu napätia - najčastejšie rýchlym zapínaním a vypínaním jednosmerného napätia ovládaním mostíka tranzistorového kľúča.

Ak je mikroprevádzka pripojená k sieti, menič musí byť vybavený systémom, ktorý monitoruje napätie a frekvenciu jeho zmien v sieti a reaguje na zmeny hodnôt týchto parametrov - odpojenie inštalácie od siete v prípade prekročenia povoleného rozsahu. Bohužiaľ to zodpovedá prestávke v prijímaní energie z fotovoltaických panelov - tieto typy zariadení neumožňujú dodávku energie domácim zariadeniam cez panely v prípade zlyhania siete. Na výrobu núdzového zdroja energie je preto potrebný nezávislý batériový systém.

Galvanické oddelenie panelov od elektrickej siete môže byť zabezpečené transformátorom, ale v moderných invertoroch je nahradené pokročilejšími ochranami - omnoho menšou a ľahšou. A čo je najdôležitejšie, nespôsobujú toľko energetických strát ako toto zariadenie. S panelmi s tenkými vrstvami však zvyčajne môžu pracovať iba transformátorové meniče. Ak sa používa beztransformátorový menič, je potrebné zariadenie na zvyškový prúd z dôvodu chýbajúcej galvanickej izolácie na strane striedavého prúdu.

Meniče sú štandardne vybavené prepäťovou ochranou, ale niektoré umožňujú inštaláciu dodatočnej prepäťovej ochrany typu 2 (umožňujúca ďalšie zníženie prepätia) a sledovanie ich stavu. Vďaka nim je možné ľahko integrovať do systému ochrany pred bleskom.

Elektronická ochrana fotovoltaických reťazcov zabraňuje tvorbe nebezpečných spätných prúdov, ktoré vznikajú v dôsledku poškodenia panelov alebo výmeny pólov pri ich spájaní, čo môže spôsobiť požiar. Táto ochrana vám tiež umožňuje obísť jednoduché poistky, ktoré by sa po vypnutí museli vymeniť. Striedač sa počas prevádzky zahrieva, čo by sa malo pri výbere miesta montáže zohľadniť. Niektoré sú vybavené chladiacim ventilátorom - je lepšie, keď je teplota regulovaná skôr ako bez prerušenia, pretože spotrebuje menej energie.

Zariadenia dobrej triedy majú displeje, na ktorých je možné odčítať aktuálne prevádzkové parametre zariadenia, množstvo energie získanej v daný deň a od začiatku prevádzky systému a dokonca ukazovať krivku účinnosti zariadenia. V prípade poruchy sa zobrazia informácie o chybe. Komunikácia môže byť uľahčená rozhraním RS485 a dokonca aj Bluetooth na prijímanie informácií alebo zmenu nastavení na diaľku.

Invertor môže mať funkciu využívania sieťových služieb ponúkaných prevádzkovateľom distribučnej sústavy (aktívne obmedzenie výkonu alebo zdieľanie jalového výkonu). Beztransformátorové meniče pre fotovoltaické inštalácie so špičkovým výkonom 3 kW stoja 2, 5 - 7 tisíc. zł. Najlepšie dosiahnuť účinnosť nad 97%.

Mikrofalowniki

Namiesto jedného meniča pre celý systém sa v malých inštaláciách používajú aj mikrovlnné inštalácie, ktoré nezávisle prevádzkujú každý panel. Systém s niekoľkými mikrovlnami je drahší ako s jedným spoločným invertorom - v prípade inštalácií s celkovým výkonom niekoľkých kilowattov približne 15%, t. J. Niekoľko tisíc zlotých.

Oplatí sa použiť také riešenie? Výber mikrovĺn je podporovaný ľahkosťou rozšírenia a opravy inštalácie. Pripevňujú sa priamo k panelom, v prípade poškodenia zvyšku ešte stále funguje. Najdôležitejšou výhodou je však tá, ktorá sa prejavuje pri čiastočnom zatienení niektorých panelov. Nezávislé mikrovlnné rúry znamenajú, že energetický výnos je väčší ako pri použití jedného spoločného meniča pre celú inštaláciu (najmä nie veľmi pokročilý). Preto by sa o ich použití malo uvažovať iba vtedy, keď sú panely umiestnené v blízkosti objektov, ktoré pravidelne sťažujú dosah slnečného žiarenia - komíny, vikýře, arkýře, vysoké budovy alebo stromy.

Počítačové programy umožňujúce simulácie fungovania systému prichádzajú s pomocou pri posudzovaní ziskovosti používania mikrovĺn. Investíciu možno považovať za investíciu, ak simulácia preukáže, že vďaka nej bude výroba elektriny najmenej tucet alebo viac percent vyššia ako pri použití spoločného meniča. Musíte však tiež vziať do úvahy, že čím nižší je stupeň spotreby energie získaný vďaka tomuto drahšiemu riešeniu, tým horší je hospodársky výsledok - doba návratnosti je dlhšia. Za jednu mikrovlnnú rúru pre modul so špičkovým výkonom 250 W musíte zaplatiť 650 - 900 PLN (za inštaláciu 3 kW potrebujete 12).

Batérie v solárnom systéme

V ostrovných inštaláciách sú potrebné - bez nich nie je možné napájať zariadenia, ktorých prevádzka je potrebná nielen v období silného slnečného žiarenia. Najprv sa rozhodujú, koľko slnečnej energie možno v takom systéme využiť.

Kapacita batérie samozrejme ukazuje, ako dlho vydržia prijímače, ale aj to, koľko energie môžete získať z fotovoltaických článkov - čím vyššie, tým lepšie. Ak sa batérie rýchlo nabíjajú, fotovoltaické panely sú často zbytočné, aj keď môžu poskytovať energiu, čo výrazne zvyšuje čas návratnosti.

Vhodnosť solárneho systému je určená odolnosťou batérie voči častému nabíjaniu a hlbokému vybíjaniu - čím nižší je prah vybitia, tým lepšie. V populárnych, najlacnejších olovených autobatériách, takzvaných štartovacích batériách, je vysoká - vybitie pod 80% kapacity spôsobuje ich zničenie. Ich použiteľná kapacita je teda iba 20% nominálnej kapacity. Konštrukcia tohto typu batérie bola vyvinutá tak, aby na krátky čas mohla vydávať veľmi vysoký prúd (na otočenie štartéra motora s vnútorným spaľovaním) a pri elektroinštalácii v dome je potrebné, aby ste na mnoho hodín prijímali menej prúdu.

Z tohto dôvodu sú trakčné batérie pre solárny systém oveľa vhodnejšie - okrem iného sa používajú na pohon elektrických vozidiel. Niektoré z nich môžu byť vyložené takmer na nulu a dokážu prežiť veľa cyklov nakladania a vykladania.

Batérie so zvýšenou životnosťou a hlbokým vybitím môžu byť naplnené tekutým elektrolytom - potom sa nazývajú EFB. Od bežných sa líšia použitím hrubších dosiek vystužených polyesterom. Akumulátory s koncentrovaným elektrolytom - gélom, označené skratkou HZY. Sú bezpečnejšie, pretože nehrozí riziko úniku korozívnej kyseliny. Často sa ponúkajú ako batérie navrhnuté špeciálne pre solárne inštalácie. Prinajmenšom rovnako dobré pre túto aplikáciu sú batérie so sklenenými rohožkami namočenými v elektrolyte - AGM, ale nepoužívajú sa tak často z dôvodu vyššej ceny, ako aj veľmi dobrých, ale oveľa drahších batérií nikel-hydridových (NiMH), nikel-kadmia (NiCd) a lítny polymér (LiPo).

Na nákup kvalitných 12 V gélových batérií s kapacitou 100 Ah musíte minúť takmer 1 000 PLN (pre inštalácie s 1 kW potrebujete 12 V batérie s užitočnou kapacitou asi 4 000 Ah).

Regulátory nabíjania

Aby sa využilo čo najviac slnečnej energie a aby sa zabránilo stratám pri nabíjaní batérií vo fotovoltaickom systéme, mal by sa používať moderný regulátor (regulátor) nabíjania založený na mikroprocesorovej technológii, pokiaľ možno s predtým opísaným systémom riadenia maximálneho výkonu (MPPT). Účelom tohto zariadenia je okrem iného chrániť systém pred spätným prúdom, aby sa batérie, ktoré nefungujú, nevybíjali cez fotobunky.

Životnosť batérie sa predlžuje pomocou trojúrovňového algoritmu nabíjania s kompenzáciou teploty použitého v niektorých regulátoroch. Regulátory majú ochranu proti prepólovaniu polarity (plus a mínus), nadprúd, skrat a teplotnú ochranu. Môžu pracovať s akýmkoľvek vstupným napätím a automaticky rozpoznávajú menovité napätie v batériovom systéme. Nepovoľujú preťaženie a nadmerné vypúšťanie. Existujú regulátory vybavené časovačmi, ktoré ovládajú prijímače, čo pomáha využívať slnečnú energiu v maximálnej možnej miere. Značkový nabíjač s veľmi dobrými parametrami (99% účinnosť) pre solárne zariadenie s kapacitou až 3 kW vyžaduje približne 2, 5 tis. zł.

Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!

Kategórie: