Správne navrhnutá schéma zapojenia fotovoltiky je vaším základným sprievodcom priplánovaníarealizácii vlastnej fotovoltickej elektrárne. Ukazuje, ako sú jednotlivé prvky systému prepojené a slúži ako praktický návod pre projektantov, elektrikárov aj distribučnú spoločnosť.
Zároveň zdôrazňujeme, že do samotného zapojenia by ste sanemali púšťať sami, nesprávna manipulácia môže viesť kpoškodeniuzariadeníaleboohrozeniubezpečnosti, preto je vždy potrebný kvalifikovaný odborník.
Prečítajte si náš článok a dozviete sa, ako vyzerá kvalitne navrhnutá schéma, ktorá vám uľahčí celú realizáciu.
Prečo je schéma zapojenia fotovoltiky dôležitá
Schéma zapojeniafotovoltikytvorí základ bezpečnej,stabilnej a efektívnej prevádzkycelej fotovoltickej elektrárne. Presná schéma určuje, ako jednotlivékomponenty spolupracujú, akoprúdi elektrina v systémea akéochranné prvky chránia technológiu pred poškodením.
Kvalitne navrhnuté zapojenieoptimalizuje výkon elektrárne,zvyšuje účinnosť výrobyapredlžuje životnosť panelov,meniča ajbatériového úložiska.
Elektrikár alebo projektant pomocou schémynastaví správne sériovéčiparalelné zapojenie panelovpodľapožadovaného napätia a prúdu.
Schéma zároveň definuje ochranu protispätným prúdom(prúdom tečúcim opačným smerom, ktorý môže poškodiť panely),nadprúdom(príliš vysokému prúdu spôsobenému poruchou) aprepätiu(náhlemu zvýšeniu napätia, napr. pri búrke). Tieto prvky brániapreťaženiu,skratu či zničeniu komponentov počasbúrokaleboporúch v sieti. Celý systém tak pracuje bezpečne a bez zbytočných výpadkov.
Čo sa môže stať pri zle vypracovanej schéme zapojenia fotovoltiky?
Bez jasnej schémy hroziachyby primontáži,nesprávne zapojeniepanelovalebonekompatibilita komponentov. Takéto problémyznižujú výkon,zvyšujú riziko poškodeniatechnológieakomplikujú budúci servis.
8 základných častí všeobecnej schémy fotovoltiky
1. Fotovoltické panely
Panely premieňajú slnečné žiarenie na jednosmerný prúd. Zvyčajne sú to sériové prepojenia viacerých panelov do jedného obvodu (tzv. stringy), pričomkaždý má určené napätie,prúd a výkon. Počet a výkon panelov určujú celkovú kapacitu elektrárne.
2. DC rozvádzač a ochrana
Zhromažďuje prúd zo všetkých stringov a chráni časť systému pracujúcu s jednosmerným prúdom. Obsahuje:
- DC odpínač– umožňuje bezpečné odpojenie panelov pri údržbe alebo poruche,
- Stringové poistky– chránia pred nežiaducimi prúdmi medzi stringami, odporúčané pri rôznych orientáciách alebo dĺžkach stringov,
- Zvodiče prepätia na DC strane– chránia menič a panely pred napäťovými špičkami.
Tieto prvky stabilizujú napätie a chránia technológiu predprepätím,skratomčipoškodením jednotlivých stringov.
3. Menič (striedač)
Menič premieňa jednosmerný prúd nastriedavý, ktorý môže byť použitý v domácnosti alebo distribuovanej sieti. Môže byťon-grid(bez batérie) alebohybridný(s batériou).
4. AC ochrana a rozvádzač
AC odpínač umožňuje rýchle odpojenie meniča od striedavej časti inštalácie. Obsahuje:
- Ističeaprúdové chrániče(typ A alebo typ B podľa typu meniča).
- Zvodiče prepätia na AC strane, ktoré chránia domácu elektroinštaláciu a spotrebiče.
5. Domový rozvádzač
Fotovoltikaje obvyklepripojená za hlavný istič domu. Tu môžu byť:
- doplnkové meracie zariadenia,
- regulátory pre kontrolu prietokov energie,
- ďalšie chrániče podľa potreby.
6. Elektromer
Zaznamenáva vyrobenú a spotrebovanú energiu. Pri systémoch pripojených do siete ide často oštvorkvadrantný elektromer, ktorý rozlišujetok elektriny v oboch smeroch. Schéma môže zahrňovať aj doplnkové meranie výroby a spotreby.
7. Hlavný vypínač a ističe
Tieto ochranné prvky chránia celý systém a umožňujú jeho bezpečné odpojenie pri údržbe alebo poruche.
8 Batériové úložisko (voliteľné)
Uchováva prebytočnú energiu a umožňuje jej využitie v čase, keďpanely nevyrábajú. Batériový systém pracuje cezhybridný menič, ktorý riadi nabíjanie aj vybíjanie.
3 príklady schém zapojenia fotovoltiky
1. Jednopólová schéma zapojenia fotovoltiky
Jednopólová schéma zapojenia fotovoltiky prinášajednoduchýaprehľadný pohľad na to, ako fotovoltický systém komunikuje s elektrickou sieťou. Zobrazujehlavné prvky elektrárne, ich vzájomné prepojenia a smer toku energie, takže poskytuje rýchlu orientáciu pri montáži aj servise.
Takáto schéma zahŕňa najmä:
- zapojenie panelov do stringov a DC vedenie,
- DC a AC ochranné prvky (odpínače, ističe, zvodiče prepätia, poistky),
- pripojenie striedača a prípadne batériového systému,
- prepojenie s domovým rozvádzačom a meranie energie.
Jednopólová schéma je vhodná premenšie inštalácie,zjednodušuje diagnostiku,montáža bezpečnú prevádzku systému.
2. Schéma fotovoltiky so zapojením do distribučnej siete
Pri on-grid fotovoltických systémoch zohráva rozhodujúcu úlohu správne zakreslené prepojenie medzifotovoltickou elektrárňou a distribučnou sieťou.
Základné prvky schémy sú:
- fotovoltické panely,
- DC odpínač na rýchle odpojenie fotovoltického poľa,
- ochranu proti spätnému prúdu a nadprúdom,
- prepäťovú ochranu na DC aj AC strane,
- menič (inverter),
- AC odpínač na odpojenie od distribučnej siete,
- elektromer na meranie výroby, spotreby a prebytkov,
- hlavný istič a rozvádzačpripojený k distribučnej sietis ochranou proti skratu a preťaženiu.
Takéto zapojenie umožňujeodovzdávať prebytočnú energiu do verejnej siete, pričom menič sa priebežneprispôsobuje stavu sietea zabezpečuje, že celý systémpracuje správneabezpečne.
3. Schéma fotovoltiky so zapojením kúrenia a ohrevu vody
Pri systémoch využívajúcich fotovoltaiku na kúrenie a ohrev vody zohráva rozhodujúcu úlohu správne prepojenie medzi fotovoltickými panelmi, podlahovým kúrením a zásobníkom vody.
Súčasťou tejto schémy sú:
- fotovoltické panelyako zdroj jednosmerného prúdu,
- podlahové kúrenie, pripojené na striedavý prúd zo siete pre zabezpečenie vykurovania pri nedostatku slnečného žiarenia,
- zásobník teplej vodyso systémom riadenia, ktorý sa napája priamo z fotovoltických panelov a automaticky dopĺňa teplo,
- pripojenie spotrebičovako práčka alebo umývačka riadu, ktoré môžu využívať ohriatu vodu z fotovoltického systému,
- riadiace a bezpečnostné prvky, ako súDC a AC odpínače,zvody prepätiaaističe, ktoré chránia podlahové kúrenie, zásobník a celú domácu inštaláciu a zároveň optimalizujú využitie energie.
Schéma zapojenia fotovoltickej elektrárne Bezstarosti 4 kW
Parametre
SystémBezstarosti 4 kWobsahuje10 solárnych panelov, každý s výkonom455 Wp, pričom každý panel je vybavenývýkonovým optimizérom, ktorý maximalizuje výrobu energie a minimalizuje vplyv tienenia.
Na premieňanie vyrobenej elektriny zo striedavého prúdu na napätie vhodné pre domácnosť sa používa3-fázový menič (striedač) SolarEdge SE4K.
Popis jednotlivých častí schémy
1. Solárnepanely so SolarEdge optimizérmisú umiestnené na streche a ich výkon sa sleduje jednotlivo, čo zabezpečuje, že tienenie jedného panela neovplyvní zvyšok systému.
2. Prúd z panelov vedie doDC rozvádzača, ktorý spolu sisteniamiaochranou proti prepätiu a skratuzaisťuje bezpečné odpojenie systému ešte pred meničom.
3.Menič (invertor)premieňa jednosmerný prúd na striedavý, vhodný pre napájanie domácich zariadení, zároveň spravujepripojenie do sietea umožňujemonitorovanie výroby energie.
ZAC rozvádzačasa energia distribuuje dodomovej inštalácie, kde chráni celý systém a umožňuje využitie vyrobenej elektriny nazásuvky, osvetlenie, spotrebičealebo napríkladohrev vody, čím sa energia efektívne využíva v domácnosti.
