Fotovoltaika

Čas čítania 4 zápisnice

Aktualizované - september 5, 2023

Právny stav k 1.1.2021

Nový zákon o obnoviteľných zdrojoch energie (EEG) nadobudol účinnosť 1. januára 2021, a to aj pre fotovoltické systémy.

To znamená, že vlastná spotreba starých a nových fotovoltaických systémov do 30 kWp vrátane je oslobodená od príplatku EEG. Na zber údajov pre vlastnú spotrebu do 7 kWp nie je potrebné inštalovať inteligentné merače.

Odmena za elektrinu dodanú do siete

Výkupná tarifa sa znižuje s rastúcim výkonom a dátumom prvého uvedenia do prevádzky. To znamená, že čím viac systém dodáva a čím neskôr je nainštalovaný, tým nižšia je tarifa za podporu.

Systémy uvedené do prevádzky 1. septembra 2021 budú odmeňované sumou 0,0725 eura za výkon do 10 kWp. Pri cene 0,30 ... 0,35 eura za kWh nakúpenej elektriny predstavuje odmena približne 20% z ceny, ktorá sa má zaplatiť za nakúpenú elektrinu. Každý sa môže sám rozhodnúť, či sa mu oplatí dodávať elektrinu do siete.

Možno by bolo zmysluplnejšie použiť kompletný Vlastná spotreba byť.

Výber fotovoltaických modulov

Kým v minulosti boli fotovoltaické moduly mnohonásobne drahšie a oveľa menej účinné, dnes je k dispozícii obrovská škála konštrukcií, výkonov, účinností atď.

Nájsť zlatú strednú cestu nie je jednoduché, ale dá sa to dosiahnuť.

Vyberte si renomovaného výrobcu, ktorého konštrukcia vyžaduje málo modulov, ponúka najvyššiu možnú účinnosť a čo najviac sa približuje požadovanému výkonu.

Konštrukcia je zvyčajne obdĺžniková, ale líši sa šírkou a dĺžkou modulov. Dostupná plocha je preto limitujúcim faktorom pri výbere veľkosti modulu. Ak sa stavia viac radov, musí sa zohľadniť tienenie modulov za prvým radom. Musíte naplánovať zodpovedajúcu vzdialenosť medzi radmi modulov, aby pri nižšom slnku nevrhali tiene na ďalší rad. Tým sa minimalizuje využiteľná plocha.

Požadované vzdialenosti možno určiť pomocou softvéru alebo jednoduchšie pomocou nákresu.

Na to sú potrebné tieto údaje:

• Geogr. dĺžka/šírka miesta inštalácie
• Azimut Slnka pri zimnom slnovrate 12:00 h
• Výška horného okraja modulu
• Výškový uhol (zvyčajne 30°)

Dobrú dokumentáciu nájdete v tejto práci od Dr.-Ing. Volker Quaschning a Prof. Dr.-Ing. habil. Rolf Hanitsch. Ako to už býva, optimálny výsledok je vždy spojený s úsilím, aj keď len v zmysle oboznámenia sa s teoretickými úvahami, ktoré sú jeho základom.

Po určení daných parametrov je ďalším krokom nájdenie správnych modulov. Pre maximálny výkon 7 kW je vhodných 20 modulov po 350 W, ktoré môžu byť zapojené do 2 reťazcov po 10 modulov.
Reťazec sa vzťahuje na sériové spojenie modulov. Príkladné napätie MPP (Maximum Power Point) modulu 35 V vedie k vstupnému napätiu meniča 350 V DC.

Počet možných reťazcov závisí od výberu meniča. Malé striedače majú len jeden MPP tracker, a preto umožňujú pripojenie len jedného reťazca.

Malý menič 1×1

V zásade existujú tri typy striedačov, ktoré sú pripojené k sieti, mimo siete alebo sú kombináciou oboch prevádzkových režimov.

Sieťovo riadené Meniče sa synchronizujú s frekvenciou siete 50 Hz. Ak sa to v prípade výpadku napájania nepodarí, prestanú pracovať na dobu trvania výpadku napájania.

Nezávislosť na sieti Striedače sa používajú v tzv. autonómnych systémoch, t. j. nezávislých fotovoltaických systémoch, ktoré nie sú pripojené k verejnej sieti.

Meniče, ktoré kombinujú oba prevádzkové režimy, sa označujú ako Hybrid-Na jednej strane sú pripojené k verejnej sieti, ale prostredníctvom takzvaných MPPT regulátorov aj k batériám, ktoré sa nabíjajú z fotovoltaických modulov, ktoré sú tiež pripojené, keď svieti slnko. V prípade výpadku siete sa hybridný striedač jednoducho prepne na prevádzku z batérií, a tak udržiava dodávku energie v rámci limitov zaťaženia. Keď je verejná sieť opäť k dispozícii, prepne sa na nabíjanie batérií.

Technické údaje o meniči

Ako menič možno zvoliť trojfázové zariadenie, napr. Kostal Piko IQ 8.5 za necelých 2 000 eur. Jednofázové zariadenia sú k dispozícii len do 5 kW, napr. zariadenie Kostal Piko MP plus 5.0-2 za približne 1 200 eur.

Obe zariadenia majú po dva sledovače MPP (pripojenie dvoch reťazcov).

Aké údaje sú dôležité pri výbere meniča?

Vstupné fázy

Menšie striedače do približne 5 kW ponúkajú spravidla jednu fázu, väčšie tri fázy. Pri jednofázovom pripojení je potrebný trojžilový kábel na pripojenie na strane siete a pri trojfázovom pripojení päťžilový kábel.

Menovitý výkon AC

Menovitý výkon striedavého prúdu je maximálny výkon striedača, a teda aj najvyšší výkon fotovoltaického zariadenia, ktorý je možné nainštalovať. To znamená, že k meniču nesmie byť pripojených viac FV modulov, ako je jeho menovitý výkon AC.

Počet sledovacích zariadení MPP

Počet sledovačov MPP, ktoré sú k dispozícii na striedači, určuje počet reťazcov, ktoré možno pripojiť. Menšie striedače majú zvyčajne len jeden sledovač MPP, väčšie majú dva alebo viac. Čím viac sledovačov MPP je nainštalovaných, tým sú striedače drahšie.

Rozsah MPP

Rozsah jednosmerného napätia, ktorý je tu uvedený, definuje maximálne možné jednosmerné vstupné napätie na sledovači MPP. Súčet jednosmerných napätí všetkých modulov spojených do série v reťazci nesmie prekročiť hornú hranicu. Ak je rozsah zadaný ako 360 ... 600 V, napätie MPP fotovoltického modulu je opísané ako 35 V, z čoho vyplýva 600 / 35 = 17,14, t. j. maximálne 17 modulov je možné zapojiť do série ako jeden reťazec.

Vstupný prúd

Vstupný prúd označuje súčet všetkých prúdov reťazca, ktorý je výsledkom sčítania prúdov MPP modulu každého reťazca. Ak má PV modul prúd MPP 9,92 A a sú nainštalované dva reťazce, 9,92 + 9,92 dáva vstupný prúd 19,84 A.
Za predpokladu, že menič zvládne maximálne 16 A, musia byť v druhom reťazci nainštalované moduly s maximálnym prúdom MPP 16 - 9,92 = 6,08 A.

Napätie otvoreného obvodu

Napätie naprázdno fotovoltických modulov je vždy vyššie ako napätie MPP. Je vyššie pri nízkych vonkajších teplotách a nižšie pri vysokých teplotách. Ak striedač udáva maximálne napätie otvoreného obvodu napr. 750 V, napätie otvoreného obvodu modulu nesmie prekročiť 750 / 17 = 44 V pri 17 nainštalovaných moduloch.

Účinnosť

Účinnosť opisuje účinnosť, s akou menič premieňa vstupné jednosmerné napätie na výstupné striedavé napätie. Keďže sa však účinnosť mení aj s kolísajúcou intenzitou slnečného žiarenia, znalosť závislosti od napätia je dôležitá pre správny návrh. Nižšie napätie sa spravidla spája s vyššou účinnosťou.
V tejto súvislosti je preto využívanie hornej hranice napätia v rozsahu MPP menej efektívne. Preto je lepšie použiť konfiguráciu s viacerými reťazcami, hoci to znamená vyššie finančné náklady pri kúpe meniča.