Aurinkosähkö

Lukuaika 4 minuuttia

Päivitetty - syyskuu 5, 2023

Oikeudellinen tilanne 01.01.2021 alkaen

Uusi laki uusiutuvista energialähteistä (EEG) tuli voimaan 1. tammikuuta 2021, myös aurinkosähköjärjestelmien osalta.

Tämä tarkoittaa, että vanhojen ja uusien aurinkosähköjärjestelmien omakäyttö enintään 30 kWp:n tehoon asti on vapautettu EEG-lisämaksusta. Älykkäitä mittareita ei tarvitse asentaa tiedonkeruuta varten 7 kWp:n omaan kulutukseen asti.

Korvaus verkkoon syötetystä sähköstä

Syöttötariffi pienenee tuotannon kasvaessa ja ensimmäisen käyttöönoton ajankohdan kasvaessa. Tämä tarkoittaa, että syöttötariffi on sitä alhaisempi, mitä enemmän järjestelmä tuottaa ja mitä myöhemmin se asennetaan.

Syyskuun 1. päivänä 2021 käyttöön otetuista järjestelmistä maksetaan 0,0725 euron korvaus enintään 10 kWp:n tehosta. Kun korvaus on 0,30 ... 0,35 euroa kilowattitunnilta ostettua sähköä kohti, korvaus on noin 20% ostetusta sähköstä maksettavasta hinnasta. Jokainen voi itse päättää, kannattaako sähköä syöttää verkkoon.

Saattaa olla järkevämpää käyttää täydellistä Oma kulutus olla.

PV-moduulien valinta

Aikaisemmin aurinkosähkömoduulit olivat moninkertaisesti kalliimpia ja paljon tehottomampia, mutta nykyään on saatavilla valtava valikoima erilaisia malleja, tehoja, hyötysuhteita jne.

Hyvän keskitien löytäminen ei ole helppoa, mutta se on mahdollista.

Valitse tunnettu valmistaja ja malli, joka vaatii vain vähän moduuleja, tarjoaa parhaan mahdollisen hyötysuhteen ja on mahdollisimman lähellä haluttua tehoa.

Rakenne on yleensä suorakulmainen, mutta moduulien leveys ja pituus vaihtelevat. Käytettävissä oleva pinta-ala on siis rajoittava tekijä moduulikokoa valittaessa. Jos rakennetaan useita rivejä, on otettava huomioon ensimmäisen rivin takana olevien moduulien varjostus. Moduulirivien välille on suunniteltava vastaava etäisyys, jotta seuraavalle riville ei synny varjoja auringon ollessa matalammalla. Tämä minimoi hyötypinta-alan.

Tarvittavat etäisyydet voidaan määrittää ohjelmiston avulla tai yksinkertaisemmin piirtämällä.

Tätä varten tarvittavat tiedot ovat:

• Asennuspaikan pituus/leveys maantieteellisesti
• Auringon atsimuutti talvipäivänseisauksen aikaan 12:00 h
• Moduulin yläreunan korkeusasema
• Korkeuskulma (yleensä 30°)

Hyvä dokumentaatio tästä on tässä teoksessa, jonka on laatinut Dr.-Ing. Volker Quaschning ja Prof. Dr.-Ing. habil. Rolf Hanitsch. Kuten yleensä, optimaaliseen tulokseen liittyy aina vaivannäköä, jo pelkästään sen perustana oleviin teoreettisiin näkökohtiin perehtymisen osalta.

Kun annetut parametrit on määritetty, seuraava vaihe on löytää oikeat moduulit. Enintään 7 kW:n teholle soveltuu 20 kappaletta 350 W:n moduuleja, jotka voidaan liittää kahteen 10 moduulin ketjuun.
Merkkijono viittaa moduulien sarjayhteyteen. Esimerkinomaisen moduulin MPP-jännite (Maximum Power Point) on 35 V, jolloin invertterin tulojännite on 350 V DC.

Mahdollisten säikeiden määrä riippuu vaihtosuuntaajan valinnasta. Pienissä taajuusmuuttajissa on vain yksi MPP-seuraaja, joten niihin voidaan kytkeä vain yksi säie.

Pieni invertteri 1×1

Inverttereitä on periaatteessa kolmenlaisia: verkkoon kytkettyjä, verkkoon kytkemättömiä tai molempien toimintatapojen yhdistelmiä.

Verkko-ohjaus Invertterit synkronoivat itsensä 50 Hz:n verkkotaajuuteen. Jos tämä ei onnistu sähkökatkoksen sattuessa, ne lakkaavat toimimasta sähkökatkoksen ajaksi.

Verkosta riippumaton Inverttereitä käytetään niin sanotuissa erillisjärjestelmissä eli itsenäisissä aurinkosähköjärjestelmissä, joita ei ole liitetty yleiseen sähköverkkoon.

Inverttereitä, joissa yhdistyvät molemmat toimintatilat, kutsutaan nimellä Hybridi-Yhtäältä ne on liitetty julkiseen verkkoon, mutta myös niin sanottujen MPPT-säätimien avulla akkuihin, joita aurinkopaneelit lataavat, kun aurinko paistaa. Verkkohäiriön sattuessa hybridivaihtosuuntaaja siirtyy yksinkertaisesti akkukäyttöön ja pitää näin sähkönsyötön kuormitusrajojen sisällä. Kun julkinen verkko on jälleen käytettävissä, se siirtyy akkujen lataukseen.

Tekniset tiedot invertteristä

Invertteriksi voidaan valita kolmivaiheinen laite, esimerkiksi Kostal Piko IQ 8.5 vajaan 2 000 euron hintaan. Yksivaiheisia laitteita on saatavilla vain 5 kW:iin asti, esimerkiksi Kostal Piko MP plus 5.0-2 noin 1 200 eurolla.

Kummassakin laitteessa on kaksi MPP-seuraajaa (kahden säikeen yhteys).

Mitkä tiedot ovat tärkeitä invertteriä valittaessa?

Tulovaiheet

Pienemmät, enintään noin 5 kW:n invertterit ovat yleensä yksivaiheisia ja suuremmat kolmivaiheisia. Yksivaiheisessa liitännässä tarvitaan kolmijohtiminen kaapeli ja kolmivaiheisessa liitännässä viisijohtiminen kaapeli verkon puoleiseen liitäntään.

AC-nimellisteho

AC-nimellisteho on invertterin maksimiteho ja siten myös suurin asennettavissa oleva aurinkosähköteho. Tämä tarkoittaa sitä, että vaihtosuuntaajiin ei saa liittää enempää aurinkosähkömoduuleja kuin sen AC-nimellisteho.

MPP-seurantalaitteiden lukumäärä

Taajuusmuuttajassa käytettävissä olevien MPP-seurantalaitteiden määrä määrittää kytkettävien säikeiden määrän. Pienemmissä taajuusmuuttajissa on yleensä vain yksi MPP-seurantalaite, suuremmissa kaksi tai useampia. Mitä enemmän MPP-seurantalaitteita asennetaan, sitä kalliimpia invertterit ovat.

MPP-alue

Tässä määritetty tasajännitealue määrittelee suurimman mahdollisen tasajännitteen MPP-seurantaan. Kaikkien sarjaan yhdistettyjen moduulien yhteenlaskettu tasajännite ei saa ylittää tätä ylärajaa. Jos alueeksi on määritetty 360 .... 600 V, aurinkosähkömoduulin MPP-jännitteeksi kuvataan 35 V, jolloin saadaan 600 / 35 = 17,14, eli enintään 17 moduulia on mahdollista kytkeä sarjaan yhdeksi ketjuksi.

Tulovirta

Tulovirta ilmaisee kaikkien säikeiden virtojen summan, joka saadaan laskemalla yhteen kunkin säikeen yhden moduulin MPP-virrat. Jos aurinkosähkömoduulin MPP-virta on 9,92 A ja kaksi säiettä on asennettu, 9,92 + 9,92 antaa tulovirraksi 19,84 A.
Jos oletetaan, että invertteri voi käsitellä enintään 16 A, toiseen ketjuun on asennettava moduuleja, joiden suurin MPP-virta on 16 - 9,92 = 6,08 A.

Avoimen piirin jännite

PV-moduulien avoimen piirin jännite on aina suurempi kuin MPP-jännite. Se on korkeampi alhaisissa ulkolämpötiloissa ja alhaisempi korkeissa lämpötiloissa. Jos vaihtosuuntaajan ilmoittama maksimiavojännite on esimerkiksi 750 V, moduulien avojännite ei saa ylittää 750 / 17 = 44 V, kun 17 moduulia on asennettu.

Tehokkuus

Hyötysuhde kuvaa hyötysuhdetta, jolla taajuusmuuttaja muuntaa tulevan tasajännitteen lähteväksi vaihtojännitteeksi. Koska hyötysuhde kuitenkin vaihtelee myös auringon voimakkuuden vaihdellessa, jännitteestä riippuvuuden tunteminen on tärkeää oikean suunnittelun kannalta. Pääsääntöisesti pienempi jännite vastaa suurempaa hyötysuhdetta.
Tässä yhteydessä MPP-alueen ylärajajännitteen käyttäminen on siis vähemmän tehokasta. Sen vuoksi on parempi käyttää kokoonpanoa, jossa on useita säikeitä, vaikka tämä tarkoittaakin suurempia taloudellisia menoja invertterin hankinnassa.