Pomůcka pro plánování fotovoltaického systému

Doba čtení 6 minuty

Aktualizováno - Červen 2, 2024

Zřízení fotovoltaického systému není žádná raketová věda, ale vyžaduje určitou orientaci, kterou si tato pomůcka pro plánování klade za cíl poskytnout v kontextu příkladného fotovoltaického systému.

Právní předpisy upravující instalaci a uvedení fotovoltaických systémů do provozu naleznete zde. zde. Fotovoltaické systémy, které jsou provozovány ve veřejné síti a vyrábějí více než 600 W výkonu, musí být schváleny autorizovanou elektrárenskou společností. Tato společnost zpravidla provádí také registrační řízení.

Seznam přání

Systém by měl generovat přibližně 2 kW výkonu, nabízet rezervu pro rozšíření na 4 kW, skládat se z co nejmenšího počtu modulů, dodávat elektřinu i v případě výpadku sítě, jinak minimalizovat spotřebu elektřiny za slunečných dnů a být namontován na šikmé střeše orientované na jih.

Po dokončení tohoto seznamu přání je třeba vybrat komponenty. Kompletní Seznam dílů je uveden na konci tohoto článku.

Fotovoltaické moduly

V první řadě je třeba vzít v úvahu úřední předpisy: v Německu jsou povoleny pouze moduly pro montáž na střechu s prosklenou plochou do 2 m2. Větší moduly jsou povoleny pouze pro volně stojící instalaci. A ne, nezáleží na skutečné "skleněné" krycí ploše, ale, jak by to mohlo být jinak, na vnějších rozměrech modulu, tj. včetně rámu ...

Ke čtení v MVV BT, v bodech B 3.2.1.25 a B 3.2.1.27.

To znamená, že moduly s výkonem 450 W jsou obecně horní hranicí. Pokud se chcete držet zhruba hranice výkonu 2 kW, nainstalujete 6 x 330 W a dosáhnete tak výkonu 1980 W. Vezmeme-li v úvahu účinnost 19,7 %, padne volba na modul od společnosti Heckert Solar, který NEMO 2.0 60Ms rozměry 1 670 x 1 006 mm za přibližně 400 eur. Při počtu 6 kusů to znamená celkovou částku přibližně 2 400 eur.

Paralelní / sériové zapojení

Testovací otázka: Proč 6 x 330 W = 1 980 W, a ne 5 x 400 W = přesně 2 000 W?

Při pohledu na specifikace plánovaného měniče zjistíme, že pro spolehlivý provoz vyžaduje napětí při otevřeném obvodu alespoň 64 V DC, maximálně 145 V DC.

Moduly o výkonu 330 W generují napětí naprázdno 41,1 V. Tři z nich zapojené do série dávají při výkonu 990 W stejnosměrné napětí 41,1 + 41,1 + 41,1 = 123,3 V.

Pokud se paralelně zapojí druhá řada tří modulů, výsledek je - stále - 123,3 V, ale nyní 2 x 990 W = 1980 W.

Paralelní zapojení by mělo být vždy provedeno se stejným napětím, a tedy stejným počtem modulů. Mezní hodnotou je zde (doporučený) maximální jmenovitý výkon měniče 4 800 W. Paralelně by tedy mohlo být zapojeno maximálně 14 modulů, ale pak by nebylo dosaženo počátečního napětí, tedy minimálního napětí naprázdno 64 V.
Alternativně je možné paralelní zapojení 7 modulů a sériové zapojení druhého paralelního zapojení, které obsahuje 7 modulů. Výsledkem by bylo 7 x 330 W = 2 310 W x 2 = 4 620 W při 2 x 41,1 V = 82,2 V, což splňuje všechny specifikace měniče.

Sériový obvod má naopak jako horní mezní napětí maximální napětí naprázdno měniče, v tomto případě 145 V. Protože byste neměli překračovat limity, ale spíše se držet doporučené hodnoty napětí, která je zde uvedena jako 115 V, jste na dobré cestě s hodnotou 123,3 V.

Montážní materiál

Při dané šířce modulu 1 006 mm to znamená potřebnou délku montážní lišty 6 x 1 006 = 6 036 mm, plus 5 x 12 mm rozteč modulů (= 60 mm) pro středové svorky a 2 x 10 mm (= 20 mm) pro koncové svorky, tj. celkem 6 116 mm.

Pro instalaci modulů o délce 1 670 mm bylo nutné použít tři kolejnice, každou o délce 4 400 mm, z nichž jedna je zkrácena na délku přibližně 2 000 mm.

Je zapotřebí 10 středových svorek a 4 koncové svorky. Šrouby pro upevnění 14 kusů. Spojka profilu 2 kusy.

Výběr různých produktů z Schletterjeden z předních dodavatelů fotovoltaických montážních systémů.

Materiál pro montáž na střechu

Montážní lišty se na latě (ty, ke kterým jsou připevněny střešní latě, tj. ty, které probíhají kolmo k okapu) upevňují pomocí střešních háků.

Přestože střešní háky nemusí nutně tvořit nejmenší část nákladů, měla by jim být věnována zvláštní pozornost: celá investice na nich doslova závisí!

Střešní háky jsou k dispozici pro širokou škálu tvarů střešních tašek. Proto je důležité nejprve určit použitou tašku a teprve poté vybrat střešní háky. Pro každou lať by měl být k dispozici jeden střešní hák na montážní lištu. U tří montážních lišt je třeba počítat s trojnásobným počtem střešních háků.

Každý střešní hák by měl být v latích upevněn nejméně dvěma šrouby. To znamená dvojnásobný počet šroubů v poměru k počtu střešních háků.

Každá pánev musí být pečlivě opatřena vybráním pro opěrný hák pomocí brusky. Hák by také neměl spočívat přímo na spodní pánvi, aby se (starší) pánev pod tlakem větru nebo sněhové zátěže nezlomila, proto by měla být nad hákem na spodní straně pánve také určitá vůle.

Je třeba se vyvarovat příliš velkých výklenků, aby se do nich nedostaly vosy, jiná havěť nebo poryvy větru.

Instalace střešních háků je zde podrobně popsány.

Měnič

Je zapotřebí hybridní měnič, např. Steca Solarix PLI 5000-48 za 899,- Euro. Steca je další ochrannou známkou společnosti KATEC, která vlastní také značku Kostal a znamená dlouhou životnost a spolehlivost.

Má jmenovitý výkon 4 800 W, jištěný jističem 40 A, jmenovité napětí baterie 48 V, maximální nabíjecí proud přes fotovoltaiku a střídavé napětí 140 A, jmenovitě 80 A. Připojení střídavého proudu je 6 ... 12 mm²Strana stejnosměrného proudu alespoň 35 mm² (lépe 50 mm)²) je předepsán.

Montáž na stěnu se provádí pomocí tří šroubů o průměru 5 mm. ne jsou zahrnuty v rozsahu dodávky.

Při výběru místa instalace je třeba zajistit trvalou přístupnost a co nejkratší kabelovou trasu pro připojení střídavého proudu a zejména(!) připojení k bateriím, aby se předešlo zbytečným ztrátám.

Pro účely konfigurace a diagnostiky by se mělo zvážit i kabelové připojení LAN ke směrovači nebo přepínači.

Vedení tří kabelových tras (AC, DC, LAN) v oddělených trasách. Instalační trubky doporučuje se vhodný průměr. Kabely nikdy nesmí být vedeny v kabelovém kanálu.

Baterie

Výběr typu baterie závisí především na ochotě investovat: Baterie LiFePo4 stojí dvakrát až třikrát více než běžné solární baterie AGM, ale váží jen asi třetinu, což je pro stacionární zařízení zanedbatelné. Naproti tomu v obytném automobilu se počítá každý ušetřený kilogram.

Hlavní rozdíl mezi bateriemi LiFePo4 a AGM spočívá kromě zdroje energie a hmotnosti v tom, že baterie LiFePo4 si udržují téměř stejné napětí po celou dobu vybíjení, zatímco u baterií AGM dochází k rychlejšímu poklesu napětí.

Rozdíly v kvalitě se projevují zejména v počtu garantovaných cyklů vybití a v garantované kapacitě, která je po jejich dosažení ještě k dispozici.

Kvalita baterií AGM je podobná, ale rozdíly jsou zde zanedbatelné, pokud dáváte přednost známým výrobcům. Zkušenosti a kvalita jsou vzájemně závislé, a tedy i cena.

Mimochodem: pokud jde o výkon, obvykle se počítá v kW. Výkon baterie v kWh se vypočítá z kapacity baterie v Ah vynásobené napětím ve V. Baterie s kapacitou 250 Ah a napětím 13,6 V tedy dodává 250 x 13,6 = 3 600 Wh neboli 3,6 kWh.

Dobrý přehled baterií LiFePo4 naleznete zde Webové stránkydoporučená baterie AGM je např. tento.

Při připojování baterií vždy berte v úvahu možné velmi vysoké proudy (nezřídka 140 A a více) s ohledem na průřezy použitých kabelů (50 mm).² a další)! Střídavé a stejnosměrné proudy jsou uvedeny v odkazované tabulce, protože zatížení kabelu se liší pro střídavý a stejnosměrný proud.

Výpočet průřezu kabelu

Zde lze vypočítat potřebný průřez měděných kabelů pro stejnosměrné aplikace, stejně jako úbytek napětí. Žlutá pole jsou editovatelná:

Seznam dílů

Elektrická instalace

• Steca Solarix PLI 5000-48 hybridní střídač
• ? x Baterie 12 V 260 ... 280 Ah (AGM / LiFePo4)

• ? m AC kabel 3 x 6 mm²
• 3 x trubkové kabelové oko 6 mm²
• DC kabel (červený / černý) 35 mm²
• 2 x kroužkové kabelové oko 35 mm² M6
• Automatický jistič 40A (např. ABB S201B40 S201-B40)
• Volitelně: RCD 40A (ABB F202A-40/0.03 2-pólový typ A)
• 3x instalační trubky (plus počet kusů podle celkové požadované délky)
• Držák pro instalační trubky
• ? x šrouby Torx 4 x 40 mm / hmoždinky pro montáž držáků trubek
• 3 x šrouby Torx 5 x 60 mm / hmoždinky pro měniče
• ? m DC kabel 35 mm² nebo větší
• ? x Kroužková kabelová oka / pólové konektory pro póly baterie
• ? x Držák pojistek pro vysokoproudové pojistky ANL
• Stejný počet vysokoproudých pojistek ANL
• Volitelně: bateriový odpojovač (pozor na max. spínací kapacitu)

Fotovoltaické moduly a kabely

• 6 x 330 W NEMO 2.0 60M
• 2 x Y-konektor pro paralelní připojení 3 modulů zapojených do série
• 1 x požadovaná délka kabelu od plusové přípojky prvního modulu ke konektoru Y (např. červená +).
• 1 x požadovaná délka kabelu od mínusové přípojky třetího modulu ke konektoru Y (např. černá -) - sériové spojení mezi plusem a mínusem modulů 1, 2 a 3 se vytváří pomocí kabelových konektorů umístěných na modulech.
• 1 x požadovaná délka kabelu od plusové přípojky šestého modulu ke konektoru Y (např. červená +)
• 1 x požadovaná délka kabelu od mínusové přípojky čtvrtého modulu ke konektoru Y (např. černá -) - sériová spojení mezi plusem a mínusem modulů 4, 5 a 6 se vytvářejí pomocí kabelových konektorů umístěných na modulech.
• 1 x požadovaná délka kabelu od středové zásuvky Y-konektoru ke střídači (např. červený +)
• 1 x požadovaná délka kabelu od středové zásuvky Y-konektoru ke střídači (např. černý -)

Střešní montážní materiál

• 3 x montážní lišta Schletter Eco05 4 400 mm
• ? x Střešní háky - podle stávajících latí a konstrukce střešních tašek
• 2 x počet střešních háků - Šrouby pro upevnění do nastavovací latě

Nástroj

• Krimpovací kleště pro trubková kabelová oka do 10 mm²
• Krimpovací kleště (s dlouhou pákou nebo hydraulické) pro kroužkové svorky do 50 mm²
• Křížový šroubovák
• Vrtačka / akumulátorový šroubovák
• (Zednické) vrtáky / šroubovací bity
• Sada ráčnových klíčů / momentových klíčů 1 ... 3 Nm
• Řezná bruska / řezný kotouč na beton
• Kabelový naviják s vhodnou délkou kabelu

Poznámky

Seznam dílů si nečiní nárok na úplnost a je pouze vodítkem pro potřebný materiál a nástroje. V závislosti na skutečných požadavcích může být nutné všechny součásti upravit nebo doplnit dalšími položkami.

Veškeré elektroinstalační práce musí provádět kvalifikovaný personál v souladu s platnými předpisy. Při práci na elektrických instalacích musí být vždy bezpečně odpojeny od napětí!
Pro informování nezúčastněných třetích stran musí být na vypínací zařízení po dobu prací připevněny příslušné značky.

p.s. Pokud potřebujete osobní podporu při realizaci za úplatu, můžete zaslat Rezervace vyrobit!