Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!
Fotonaponski panel nakon proizvodnje odmah je spreman za rad, ali da bi od njega imali koristi stvara se fotonaponski sustav koji se sastoji od još drugih važnih elemenata.
Sunčev sustav - dodatni uređaji
Izravna struja koja se generira u fotonaponskim ćelijama nije prikladna za napajanje kućanskih aparata, a još više za prijenos energije u mrežu, sve dok se ne transformira u izmjeničnu frekvenciju od 50 Hz i nazivni napon od 230 V. U tu svrhu pretvarače često nazivamo pretvaračima. Međutim, u instalacijama koje ne surađuju s mrežom (izvan mreže) još uvijek su potrebne baterije i uređaj za regulaciju njihova punjenja.
Pretvarači u fotonaponskom sustavu
Odabir pravog pretvarača naravno je zadatak dizajnera sustava, ali ako se morate odlučiti želite li kupiti jeftiniji ili skuplji, dobro je znati kako se oni razlikuju. Oni koji omogućuju suradnju kućnog generatora električne energije s mrežom napajanja moraju biti visoke klase, tako da ne ometaju njegov rad - zahtjeve za njih određuju elektrane. Pretvarači za fotonaponske mikro instalacije nazivaju se string (također se nazivaju i strujni pretvarači), jer su takozvani lanci (žice) panela serijski spojeni na njihove ulazne sustave.
Prilikom odabira pretvarača, morate prvenstveno obratiti pažnju na najveći dopušteni napon. Pokazuje koliko ploča može biti u lancu. Da bi se na pretvarač povezao veći broj ploča (radi veće instalacijske snage) dva ili više lanaca mogu se paralelno spojiti, ali samo ako svaki od njih ima isti broj panela s identičnim parametrima i oni su izloženi u istom način (nagnut pod istim kutom i usmjeren na istu stranu svijeta). Inače bi razlika napona između lanaca stvorila istosmjernu struju koja bi mogla oštetiti stanice (neki pretvarači mogu imati osigurače radi zaštite). Ako ovaj uvjet ne može biti ispunjen, tada morate koristiti zasebne pretvarače za svaki lanac ili uređaj s više niza, tj. Opremljen s nekoliko ulaza za spajanje nekoliko različitih lanaca. Vrijedno je učiniti ako planirate proširiti sustav u budućnosti, jer nije poznato hoće li biti moguće kupiti identične ploče kao prethodno instalirane. Zahvaljujući tome možete izbjeći kupnju drugog pretvarača. Za rad sustava važno je opremiti pretvarač sustavom za praćenje najveće snage (MPPT). Njihova je snaga proizvod trenutne struje i napona koji se mijenjaju s promjenama intenziteta sunčevog zračenja i temperature stanice. Inverterski regulator ima softver koji izračunava trenutni napon i vrijednosti struje pri kojima je snaga najveća, a pretvarač postiže najveću učinkovitost. Točnost podudaranja radne točke pretvarača i maksimalne točke napajanja ploča ovisi o korištenom algoritmu.
Uređaji s višestrukim praćenjem imaju nekoliko sustava praćenja i omogućuju modulaciju radnih parametara pojedinih neravnomjerno osvijetljenih dijelova instalacije. Softver takvih pretvarača omogućuje minimiziranje gubitaka energije koji nastaju djelomičnim zasjenjenjem ploča izračunavanjem maksimalne točke napajanja ne samo cijele instalacije, već i njegovih fragmenata. Najvažniji element pretvarača je, naravno, sustav za promjenu napona - najčešće brzim uključivanjem i isključivanjem istosmjernog napona kontrolom mosta tranzistorskog ključa.
Ako je mikro instalacija spojena na mrežu, pretvarač mora biti opremljen sustavom koji nadgleda napon i učestalost njegovih promjena u mreži i reagira na promjene vrijednosti tih parametara - isključenje instalacije s mreže u slučaju prekoračenja dopuštenog raspona. Nažalost, to je jednako prekidu prijema energije s fotonaponskih panela - ove vrste uređaja ne dopuštaju napajanje kućnih uređaja putem ploča u slučaju kvara na mreži. Zbog toga je potreban neovisni akumulatorski sustav za stvaranje hitnog izvora napajanja.
Galvanska izolacija ploča iz elektroenergetske mreže može se osigurati transformatorom, ali u modernim pretvaračima zamjenjuju je naprednijom zaštitom - mnogo manjom i lakšom. I što je najvažnije, oni ne uzrokuju toliko gubitka energije kao ovaj uređaj. Međutim, samo pretvarači transformatora obično dopuštaju rad s tankoslojnim pločama. Ako se koristi pretvarač bez transformatora, potreban je zaostali uređaj zbog nedostatka galvanske izolacije na izmjeničnoj strani.
Pretvarači su standardno opremljeni odvodnikom prenapona, ali neki omogućuju ugradnju dodatnog odvodnika prenapona tipa 2 (omogućava daljnje smanjenje prenapona) i nadgledanje njihovog stanja. Zahvaljujući njima, moguće ih je lako integrirati sa sustavom zaštite od groma.
Elektronička zaštita fotonaponskih lanaca sprječava stvaranje opasnih povratnih struja koje nastaju kao posljedica oštećenja ploča ili promjena stupova prilikom povezivanja što može uzrokovati požar. Ova zaštita također vam omogućuje da opustite jednostavne osigurače koji bi se trebali uključiti nakon uključivanja. Pretvarač se tijekom rada zagrijava, što treba uzeti u obzir pri odabiru mjesta ugradnje za njega. Neki su opremljeni ventilatorom za hlađenje - bolje je kada je pod kontrolom temperature, a ne bez prekida, jer troši manje energije.
Uređaji dobre klase imaju zaslone s kojih možete očitati trenutne radne parametre instalacije, količinu energije dobivene u određenom danu i od početka rada sustava, pa čak i prikazati krivulju učinkovitosti uređaja. U slučaju kvara pojavljuju se informacije o pogrešci. Komunikacija može biti olakšana sučeljem RS485, pa čak i Bluetooth za daljinsko primanje informacija ili promjenu postavki.
Pretvarač može imati funkciju korištenja mrežnih usluga koje nudi operator distribucijskog sustava (aktivno ograničenje snage ili dijeljenje jalove snage). Pretvarači bez transformatora za fotonaponske instalacije maksimalne snage 3 kW koštali su 2, 5-7 tisuća. zl. Najbolji postižu učinkovitost iznad 97%.
Mikrofalowniki
Umjesto jednog pretvarača za cijeli sustav, u malim instalacijama koriste se i mikrovalne instalacije koje neovisno upravljaju svakom pločom. Sustav s nekoliko mikrotalasnih peći skuplji je nego kod uobičajenog pretvarača - u slučaju instalacija ukupne snage nekoliko kilovata, otprilike 15%, tj. Nekoliko tisuća zlota.
Vrijedi li koristiti takvo rješenje? Izbor mikrotalasa podržava jednostavnost proširenja i popravka instalacije. Pričvršćeni su izravno na ploče, u slučaju oštećenja jednog ostalog još uvijek radi. No, najvažnija prednost je ona koja se pojavljuje kad se djelomično zasjeni pojedine ploče. Neovisne mikrovalne pećnice znače da je iskorištenje energije veće nego kada koristite jedan zajednički pretvarač za cijelu instalaciju (posebno ne baš naprednu). Stoga bi se njihova upotreba trebala razmotriti samo ako se ploče nalaze u blizini objekata koji periodično otežavaju solarno zračenje - dimnjaci, stolarije, prozori, visoki objekti ili drveće.
Računalni programi koji omogućuju simulaciju rada sustava pomažu u procjeni profitabilnosti korištenja mikrotalasa. Može se smatrati vrijednim investirati u to, ako simulacija pokaže da će zahvaljujući njima proizvodnja električne energije biti barem desetak ili više posto veća nego kod korištenja uobičajenog pretvarača. Ali također morate uzeti u obzir da što je niži stupanj potrošnje energije dobiven zahvaljujući ovom skupljem rješenju, to je lošiji ekonomski rezultat - vrijeme povratka je duže. Za jednu mikrovalnu pećnicu za modul maksimalne snage 250 W morate platiti 650-900 PLN (za instalaciju od 3 kW trebate 12).
Baterije u solarnom sustavu
U otočnim su instalacijama neophodni - bez njih nije moguće napajati uređaje čiji je rad potreban ne samo u periodima jake sunčeve svjetlosti. Prije svega, oni odlučuju koliko se solarne energije može koristiti u takvom sustavu.
Naravno, kapacitet baterije pokazuje koliko će dugo trajati prijemnici, ali i koliko energije možete prikupiti iz fotonaponskih ćelija - što je veći, to je bolji, bolji. Ako se baterije brzo napune, fotonaponski paneli često su beskorisni, iako mogu pružiti energiju, a to značajno povećava vrijeme povrata.
Prikladnost solarnog sustava određena je otpornošću baterije na učestalo punjenje i duboko pražnjenje - što je niži prag pražnjenja, to je bolje. U popularnim, najjeftinijim automobilskim akumulatorima, tzv. Starter baterijama, on je visok - pražnjenje ispod 80% kapaciteta uzrokuje njihovo uništavanje. Njihov upotrebni kapacitet je samo 20% nominalnog kapaciteta. Dizajn ove vrste baterija razvijen je kako bi se u kratkom vremenu ispravile vrlo velike struje (za uključivanje pokretača motora s unutarnjim izgaranjem), a za električnu instalaciju u kući potrebna vam je prilično manja struja koja se prima mnogo sati.
Zbog toga su vučne baterije mnogo prikladnije za solarni sustav - one se, između ostalog, koriste za pogon električnih vozila. Neki od njih mogu se istovariti gotovo do nule i sposobni su preživjeti puno ciklusa utovara i istovara.
Baterije s povećanim vijekom trajanja i otpornošću na duboko pražnjenje mogu se napuniti tekućim elektrolitom - oni se tada nazivaju EFB. Razlikuju se od običnih po debljim pločama ojačanim poliesterom. Akumulatori s koncentriranim elektrolitom - gelom, označeni kraticom HZY. Sigurniji su jer nema rizika od curenja korozivne kiseline. Često se nude kao baterije dizajnirane posebno za solarne instalacije. Barem podjednako dobre za ovu primjenu su baterije sa staklenim prostirkama natopljenim u elektrolitu - AGM, ali se ne koriste tako široko zbog veće cijene, kao i vrlo dobre, ali puno skuplje baterije niklor-metal hidrid (NiMH), nikl-kadmij (NiCd) i litijev polimer (LiPo).
Da biste kupili 12V gel dobre baterije kapaciteta 100 Ah, trebate potrošiti skoro 1000 PLN (za instalacije od 1 kW potrebne su vam 12 V baterije korisnog kapaciteta oko 4000 Ah).
Regulatori punjenja
Kako bi se iskoristilo što više solarne energije i izbjegli gubici za punjenje baterija u fotonaponskom sustavu, treba koristiti moderni regulator punjenja (kontroler) temeljen na mikroprocesorskoj tehnologiji, po mogućnosti s prethodno opisanim sustavom regulacije najveće snage (MPPT). Namjena ovog uređaja je, između ostalog, zaštititi sustav od reverzne struje kako se baterije ne bi praznile kroz fotoćelije kada ne rade.
Životni vijek baterije produžava se na tri razine algoritam punjenja s kompenzacijom temperature koji se koristi u nekim regulatorima. Regulatori imaju zaštitu od polariteta od reverznog napona (plus i minus), nadstrujni, kratki spoj i temperaturnu zaštitu. Mogu raditi sa bilo kojim ulaznim naponom i automatski prepoznati nazivni napon akumulacijskog sustava. Ne dopuštaju preopterećenje i pretjerano pražnjenje. Postoje regulatori opremljeni timerima koji upravljaju prijemnicima, što pomaže iskoristiti solarnu energiju u najvećoj mogućoj mjeri. Brand regulator punjenja s vrlo dobrim parametrima (99% efikasnost) za solarnu instalaciju do 3 kW zahtijeva oko 2, 5 tisuće zl.