Střídač pro solární panely: typy zařízení, přehled modelů, specifika připojení

Heliosystémy po celém světě se rozvíjejí obrovským tempem. Mezinárodní energetická agentura ve své výroční zprávě uvedla, že v roce 2016 počet zprovozněných solárních elektráren poprvé překonal počet uhelných.

Srdcem systému solární energetiky je střídač pro solární baterie, jehož úkolem je transformovat stejnosměrný proud na střídavý. Řekneme vám, jak vybrat optimální variantu zařízení a jak ji správně nainstalovat. S ohledem na naše doporučení budete schopni sestavit bezvadně fungující minielektrárnu.

Typy střídačů pro solární panely

Bez střídače by energie vyráběná heliosystémem byla pro domácí potřeby zcela neužitečná. Existují 3 typy střídačů podle způsobu použití:

• autonomní;
• síťové;
• multifunkční.

Střídače prvního typu mají označení „off grid“. Jsou připojeny k solárnímu modulu, jsou součástí samostatného fotovoltaického systému a nijak nekontaktují s vnější elektrickou sítí. Jejich výkon se pohybuje v rozmezí 100 – 8000 W.

Synchronní nebo síťové střídače fungují synchronně s centralizovaným systémem zásobování elektřinou. Měniče s označením „on grid“ nejen plní roli měniče, ale také upravují parametry sítě, jako jsou amplitudové výkyvy, ukazatele frekvence a další.

Pokud jsou ve vnější síti pozorovány poruchy, střídač se automaticky odpojí. Tyto střídače akumulují elektrickou energii v akumulátorových bateriích.

Pokud je celkový výkon spotřebičů používaných v domě nižší než potenciální možnosti solární elektrárny, přebytečná vyrobená elektřina putuje do vnějších elektrických sítí. Pokud výkon nestačí pro normální provoz domácích spotřebičů, dochází k přísunu energie zvenčí.

Parametry střídače na straně střídavého napětí se určují na základě celkového příkonu všech spotřebičů připojených k elektrické síti spotřebitele. Na straně stejnosměrného proudu se střídač vybírá podle jmenovitého výkonu solárních panelů.

Při absenci napětí je napájení dodáváno z nabitého akumulátoru. V případě, že do systému nejsou zahrnuty akumulátorové baterie, energie vyrobená solární elektrárnou odchází do společné sítě.

Síťové fotovoltaické střídače s velkou účinností využívají energii získanou ze solárních panelů. Jsou zárukou stability dodávek elektřiny a vyznačují se vysokou účinností přesahující 90 %.

Hybridní neboli multifunkční střídač je spolehlivé zařízení. Kombinuje vlastnosti prvních dvou měničů a má velké množství nastavení. Je to nejlepší volba pro domácí solární stanici, ale také nejdražší.

Všechny stávající solární střídače se dělí na typy podle výstupního napětí. V závislosti na tomto parametru mohou být sinusové nebo obdélníkové. Protože výstupní napětí u prvního je téměř stejné jako u napájecí elektrické sítě, je to dobrá volba, pokud jsou v domě přítomna vysoce citlivá zařízení.

Konstantní hodnota napětí je zárukou bezpečnosti pro domácí elektrotechnická zařízení. Graficky je tvar signálu na výstupu takového střídače sinusového typu znázorněn jako čistá sinusovka.

Při provozu zařízení je nejlepší formou obdélníkového signálu ideální sinus. To je obzvláště důležité pro telekomunikační zařízení, lékařskou techniku, vysoce přesné měřicí přístroje, proto i přes vysokou cenu složitých střídačů v tomto případě neexistují jiné možnosti. Informace o tvaru výstupního signálu výrobci uvádějí v jeho specifikacích.

Obdélníkové nebo nesinusové střídače mají oproti sinusovým výstupní signál ve tvaru obdélníkových impulsů, tzv. modifikovaný sinus. Střídače tohoto typu nelze použít pro určité druhy zátěže, ale pro spotřebiče využívající činnou složku výkonu jsou zcela vhodné.

Kritéria výběru měniče

Při výběru takového prvku solárního systému, jako je střídač, je důležitá nejen geometrie výstupního signálu, ale také jeho výkon. Odborníci doporučují vybavit solární panely střídači, jejichž jmenovitý výkon je o 25–30 % vyšší než celkový výkon zařízení v domácnosti.

Je také nutné vzít v úvahu zátěž, která vzniká při současném zapnutí několika zařízení s velkým rozběhovým výkonem.

Dalším kritériem při výběru střídače je jeho účinnost, která určuje ztráty energie na doprovodné procesy. V závislosti na modelu má různou hodnotu v rozmezí 85–95 %. Optimální volbou je účinnost minimálně 90 %.

Střídače mohou být jednofázové i třífázové. První se vyznačují nižší cenou, ale jejich výběr je opodstatněný, když je spotřeba energie nižší než 10 kW. Jejich napětí je 220 V a frekvence 50 Hz. Třífázové střídače mají širší rozsah napětí - 315, 400, 690 V.

Výrobci kvalitního zařízení vybavují své výrobky výstupními transformátory. Existuje závislost mezi hmotností střídače a jeho technickými parametry - pokud na každý kg jeho hmotnosti připadá 100 W výkonu, pak je transformátor zahrnut do jeho obvodu.

Počet měničů v systému může být různý. V této otázce byste se měli řídit následujícími doporučeními: pokud výkon solárních panelů nepřesahuje 5 kW, pak pro takový systém stačí jeden měnič. Pro panely s vyšším výkonem mohou být potřeba 2 nebo více měničů. Optimální je, když jeden měnič připadá na každých 5 kW.

Pro provoz v síti, která kombinuje použití standardní elektrické energie a energie dodávané solárními panely, se používají hybridní měniče. S vlastnostmi zařízení a pravidly jejich výběru vás seznámí námi doporučený článek.

Měniče se mohou od sebe lišit zapojením, geometrií výstupního signálu a dalšími určujícími veličinami. Některé měniče jsou vybaveny nabíječkami. Pokud jeden z měničů selže, systém nepřestane fungovat.

Zvláštnosti připojení střídače

Na správném připojení solárního měniče závisí účinnost celého solárního systému. Hlavní je dodržet pravidlo: kabel přenášející stejnosměrný proud musí mít minimální přípustnou délku a maximální průřez.

Pokud je spotřebitel daleko od solárních panelů, měl by se prodloužit elektrický kabel přenášející střídavý proud 220 V. Délka vodiče mezi měničem a solárním panelem by se měla pohybovat v rozmezí 3 m a rozhodně ne více.

Nejlepší je, když je měnič umístěn poblíž solárního panelu. Obzvláště přísné podmínky je třeba dodržovat při připojování měničů s výkonem přesahujícím 0,5 kW.

Připojení vodičů musí být pevné, protože nedostatečně těsný spoj způsobuje jiskření, což může být zdrojem požáru. Při instalaci autonomního měniče pro zajištění nepřetržitého napájení objektu musí být stejnosměrný obvod vybaven automatickými vypínači.

Nejlepším řešením při připojení měniče je použití hybridního zapojení jak pro stejnosměrný, tak pro střídavý proud. Princip je založen na zvláštním pořadí zapnutí měniče. Zapíná jej regulátor pro solární panely poté, co se nabijí baterie.

Toto řešení zvyšuje kvalitu provozu zařízení. V regionech, kde je elektřina často vypínána, nebo v domech v oblastech s převládajícím zataženým počasím, tento variant funguje velmi efektivně.

Přehled modelů střídačů

Měniče pro solární panely vyrábí mnoho výrobců, jak domácích, tak zahraničních. Veškeré zařízení má různé vlastnosti, úrovně kvality, vlastní sadu funkcí a technické možnosti.

Střídače od tuzemského výrobce

Široký sortiment těchto výrobků o výkonu 800 – 1200 W vyrábí ruský výrobce MAP «Energie».

Společnost vyrábí několik řad měničů:

1. Sinusové měniče s tvarem signálu jako čistá sinusovka — MAP SIN.
2. Sinusové měniče s funkcí odběru další energie z akumulátorů – MAP HYBRID.
3. Třífázové invertory – MAP HYBRID 3 fáze.

Invertory vyráběné touto firmou mohou nabíjet akumulátory všech typů. K tomu mají nabíječku s velkým výkonem.

Úspěchem společnosti je invertor rekordního výkonu – 20 kW, který snese nejvyšší zátěž 25 kW. Tento model může spolehlivě napájet velký obytný dům s mnoha spotřebiči.

Invertory MAP «Energie» se používají nejen v soukromých domácnostech, ale i v mnoha průmyslových odvětvích. Používají se v lékařství, stavebnictví, na meteorologických stanicích.

Měniče Conext společnosti Schneider Electric

Francouzská společnost Schneider Electric vyrábí invertory s vysokými provozními vlastnostmi, které umožňují jejich použití v různých klimatických podmínkách.

Povlak krytu s vysokou odolností proti korozi umožňuje úspěšně projít testem solné mlhy. Jsou určeny pro solární panely instalované jak na střechách soukromých vil, tak i bytových domů.

Výrobce testuje spolehlivost svého zařízení pomocí nejrůznějších metod a testů. V konstrukci invertorů Conext nejsou elektrochemické kondenzátory, což je zárukou dlouhé životnosti.

Invertory Conext mají i při maximálním zatížení účinnost 97,5 %. Některé modely jsou vybaveny rozvodným blokem, takže odpadá potřeba montáže vnějšího rozvaděče.

Velký sortiment výrobků umožňuje vybrat vhodný model pro solární systémy o výkonu 3 – 20 kW.

Střídače společnosti TBS Electronics

Tato nizozemská společnost, která je na trhu od roku 1996, vyrábí jak nízkovýkonové, tak i výkonnější sinusové měniče pro solární panely Poversine s jmenovitým výkonem od 175 do 3500 W.

Na fotografii je model profesionálního invertoru Powersine PS3500-24. Lze jej použít k zajištění nepřetržitého napájení topných kotlů, čerpadel, počítačů a dalších malých zátěží. Je vybaven spolehlivou elektronikou a velmi odolným kovovým krytem.

Řada Powersine se vyznačuje velmi čistou sinusoidou na výstupu, takže použití těchto měničů zaručuje správný a dlouhodobý provoz vysoce citlivých přístrojů. Zařízení je vybaveno ochranou proti zkratu, teplotním výkyvům a přetížení. S těmito měniči lze spouštět zátěže do 500 V s rozběhovým proudem, který desetinásobně převyšuje jmenovitý.

Síťové střídače Kostal

Společnost vyrábí inovativní vysoce kvalitní měniče o výkonu od 1,5 do 20 kW, a to jak jednofázové, tak třífázové. Součástí konstrukce je automatický vypínač střídavého proudu, MPP trackery, monitor, měřič S0 a mnoho dalších funkcí v základní výbavě. To vše umožňuje integraci měniče do systému „inteligentní dům“.

Měniče Kostal jsou jednoduché jak na provoz, tak na instalaci. Vestavěný panel je informativní a přehledný, umožňuje monitorovat jeho provoz.

Díky vysoké kvalitě materiálu skříně lze měnič instalovat jak venku, tak uvnitř domu. Montáž probíhá v Evropě, a proto kvalita odpovídá evropským normám. Záruka výrobce je 5 let.

Střídače ABi-Solar z Tchaj-wanu

Tyto měniče vyrobené na Tchaj-wanu jsou na našem trhu zastoupeny řadou autonomních měničů SL/SLP, autonomně-síťových hybridních měničů (NTR) a řadou hybridů NT.

Autonomní měniče jsou vybaveny regulátory nabíjení ze solárních panelů. Toto zařízení má trojí funkci – funguje jako měnič, regulátor a nabíječka.

Součástí konstrukce je LCD displej umožňující sledovat hlavní parametry solárního systému. Účinnost měničů SL/SLP je kolem 93 %. U modelů SLP je přítomna ochrana proti prachu.

K levnější variantě patří měnič z nové řady ABi-Solar HTP. Funguje pouze s připojeným akumulátorem. Zvláštní oblibě se těší řada NT, která zahrnuje hybridní měniče jednofázové i třífázové, vynikající skvělou kvalitou zpracování.

Měniče SL0912 a SL1524 jsou také levnější. Pracují ve 2 režimech – jako domácí záložní zdroj a se solárními panely. Mají 2 režimy udržování napětí: od 180 do 260 V a od 100 do 300 V.

Druhý režim umožňuje prodloužit dobu provozu baterií díky jejich menšímu využití, ale může napájet pouze zařízení, která nejsou příliš citlivá na kvalitu elektřiny.

Měnič ABi-Solar SL 1012 PWM má výkon 800 W. Výstupní proud má nemodifikovanou sinusoidu. Lze jej použít pro prodej elektrické energie vyrobené solárními panely podle „zeleného“ tarifu.

Měniče ABi-Solar umožňují rozšířit pracovní teplotní rozsah akumulátorů a automatizovat proces nabíjení a vybíjení.

Síťové střídače společnosti GoodWE

Tato čínská společnost vyrábí síťové střídače různých výkonů a dodává je na trh za nízkou cenu. Ke střídači je přiložen speciální program, který umožňuje provést výpočet solárního systému s ohledem na umístění solárních panelů vůči světovým stranám a dalším orientačním bodům.

Existuje možnost sledovat činnost měniče přes tablet nebo chytrý telefon, ale nejprve je nutné nainstalovat speciálně určenou aplikaci na bázi operačního systému Android.

Závěry a užitečné video k tématu

Zde manažer prodejní společnosti hovoří o principech výběru střídače:

V tomto videu je osvětlena otázka připojení střídače:

Fotovoltaický síťový střídač, jako nedílná součást solárního systému, umožňuje dosáhnout úplné nezávislosti na centralizovaném zásobování elektřinou a růstu cen za energie.

„Chytré systémy“, zahrnující síťový měnič, zpřístupňují, zajišťují spolehlivý a říditelný proces spotřeby energie. Přitom není nijak narušen komfort v domě.

Chcete se podělit o to, jak jste sestavili vlastní minielektrárnu se střídačem pro solární baterie? Máte cenné informace k tématu, které by mohly být užitečné pro návštěvníky webu? Pište prosím komentáře do bloku níže, zveřejňujte fotografie a ptejte se.