ACER_05 ACER_05 ACER_05 Advertisement

Domáca fotovoltika 1 - inštalácia a konfigurácia on-grid systému bez batérie

0

Využitie solárnej energie ako jedného z najdostupnejších obnoviteľných zdrojov je čoraz aktuálnejšia téma, preto sme sa rozhodli pre komplexný test v rámci ktorého postavíme reálnu domácu fotovoltickú elektráreň. Aby sme ukázali koľko energie sa dá vyprodukovať v nie úplne ideálnej lokalite, testovali sme na severe Slovenska v Ružomberku.

Konštrukcia testovacej zostavy domácej fotovoltickej elektrárne je názorne popísaná vo videu

Využili sme komponenty, ktoré ZSE inštaluje svojim zákazníkom ako minimálnu zostavu. Tá obsahuje

  • 8x fotovoltický panelo SolarEdge HCM 60X9 330W
  • 8x  optimizér  SolarEdge POWER OPTIMIZER P370
  • Jednofázový fázový DC-AC striedač SolarEdge SE3000H 3 kW
  • WiFi anténa
  • Prepäťová ochrana POPV II 2 F 600 V DC
  • Odpojovač poistiek OPVF10-2
  • 2 kusy poistka PV 10 10A GPV
  • Istič 10KA 16,0B/1
  • Skrinka s DIN lištou na ochranné prvky
  • Mechanické komponenty na upevnenie na strechu

Mali sme síce k dispozícii mechanické komponenty na upevnenie na strechu a aj rodinný dom so šikmou strechou orientovanou na juh, avšak vzhľadom na to, že fotovoltickú elektráreň plánujeme testovať len niekoľko mesiacov na rozhraní jar-leto, rozhodli sme sa pre improvizovanú konštrukciu v záhrade.


Naša drevená konštrukcia má šírku 8,5 m a sklon plochy na ktorej sú upevnené panely približne 35 stupňov. Je navrhnutá tak, aby sa po jej rozobratí dali dosky použiť na stavbu vyvýšených záhonov. Aby sa vplyvom vetra, ktorý sa bude zozadu opierať do panelov konštrukcia neprevrátila, je upevnená pomocou šiestich oceľových profilov zatlčených hlboko do zeme. Na dosky sú pripevnené hliníkové profily a na týchto profily sú pomocou špeciálnych skrutiek a upínacích prvkov upevnené panely. Panely sú orientované „na výšku“, pričom šírka užšej hrany panelu je 1 meter. Uhol sklonu panelov je 30°. Pre moderné panely sa dá nastaviť uhol 20° pripadne aj menej. Podľa simulačných programov výrobcov meničov uhol sklonu pri dnešných technológiách výroby panelov už nehrá veľkú rolu a veľmi dobre výsledky sú dosiahnuté aj pri sklone 10°. Naša konštrukcia umožňuje uhol zväčšiť takže to aj prakticky otestujeme.Dôvodom pre takéto rozhodnutie nebola zložitosť inštalácie na strechu, ale to, že plánujeme testovať vplyv rôznych faktorov ako je napríklad tieň, či zaprášenie na množstvo produkovanej energie a to by sa nám na streche problematicky simulovalo. Spôsob upevnenia hákov a hliníkových profilov na šikmú strechu so škridlami, či iným podobným typom strešnej krytiny je ukázaný vo videu. Tieto zábery sme pohodlne a bezpečne nakrútili na paneli so segmentom strechy, aký majú v každých stavebninách a vystavujú na ňom škridle.

Optimizéry

Každý panel má na zadnej strane vyvedené dva káble so špeciálnymi konektormi, jeden pre kladný a druhý pre záporný pól. V zostave bez optimizérov sa panely zapájajú do série a takáto zostava je pripojená ku striedaču. Takýto spôsob pripojenia má však niekoľko nevýhod. Ak je niektorý panel z rôznych dôvodov zatienený, rapídne sa zníži výkon celej zostavy. 

Vpravo detail pripojenia optimizéru k panelu

Napätie na výstupe každého panelu naprázdno je približne 35 V jednosmerných, čiže na kábloch od ôsmych do série spojených panelov bude 35 x 8 = 280 V jednosmerného napätia, čiže pre technika pri potenciálnom narušení izolácie káblov životu nebezpečné napätie. Naproti tomu ak je k panelu pripojený optimizér, ktorý práve aktívne nekomunikuje so striedačom, má na výstupe len takzvané sčítacie napätie 1V. Sčítacie preto, lebo stačí odmerať napätie sériového reťazca panelov s optimizérmi a koľko nameriate voltov, toľko je v reťazci panelov.

Sčítacie napätir 8V pre 8 panelov

V zapojení so striedačom SolarEdge SE3000H sa optimizéry vyžadujú, pretože umožňujú monitorovať každý panel zvlášť. Hlavnou úlohou optimizérov však je aby každý panel v reťazci fungoval optimálne a panel, ktorý produkuje najmenej energie, napríklad ak je čiastočne, alebo úplne zatienený neovplyvňoval aj výkon zvyšku reťazca. Z hľadiska princípu je to DC/DC menič s MPP (maximum power point) trackerom. Účinnosť meniča optimizéra je 99,5%. Optimizér sa vstupnými konektormi pripojí na kladný a záporný pól panelu. Výstupné káble optimizéra sa zapoja do série a pripoja k centrálnemu invertoru SolarEdge. Aj pri rovnomernom osvetlení všetkých panelov v reťazci sa vyprodukuje v priemere o 2% viac energie, pretože optimizéry eliminujú tolerancie parametrov jednotlivých panelov. Pri paneloch na sedlovej streche je solárny systém s optimizérmi schopný dodať v priemere o 25% viac energie.

Ako funguje on-grid systém

Testovali sme jednoduchý systém so solárnymi kolektormi a meničmi bez možnosti akumulovania. Energia z kolektorov ide do meniča a regulátora, ktorý je pripojený na domáce rozvody. Takáto zostava dodáva elektrickú energiu len vtedy, keď je k dispozícii aj elektrina z rozvodnej siete, takže nemôže byť využitý v prípade jej výpadku. Menič je totiž riadený frekvenciou a napätím rozvodnej siete. Menič priebežne sníma aj aktuálnu hodnotu napätia siete a sám dodáva napätie približne o 3 V vyššie, takže domáce spotrebiče prednostne spotrebovávajú energiu z kolektorov. Podľa normy má mať napätie v rozvodnej sieti 230 V +- 10 percent. Ak by napätie prekročilo povolený rozsah, menič prestane dodávať energiu a signalizuje chybu. Ak je aktuálny súčet odberu domácich spotrebičov je menší ako množstvo energie z kolektorov, tak sa prebytočná energia vďaka zvýšenému napätiu dostane do rozvodnej siete. Preto pozor, zariadenie na výrobu elektriny môžete do distribučnej sústavy pripojiť iba spôsobom, ktorý je v súlade s právnymi predpismi, čo si vyžaduje úkony zo strany prevádzkovateľa distribučnej sústavy a žiadateľa. Ak by ste takýto on-grid systém pripojili „načierno “, čiže bez vedomia prevádzkovateľa distribučnej sústavy, tak vás „potrestá“ váš vlastný elektromer. Väčšina v súčasnosti používaných elektromerom totiž nerozlišuje smer toku elektrickej energie, takže energiu, ktorú dodáte do rozvodnej siete vám neodpočíta zo spotreby ako by ste možno logicky očakávali, ale naopak, pripočíta vám ju k spotrebe. Tejto téme sa budeme venovať v ďalšom dieli seriálu

Zobrazit Galériu

Luboslav Lacko

Všetky autorove články
fotovoltika on-grid domáca solárna elektráreň fotovoltické panely

Pridať komentár

Mohlo by vás zaujímať

Mohlo by vás zaujímať