OSTROVNÍ SYSTÉMY

Ostrovní fotovoltaický systém (označovaný také jako off-grid) je typický tím, že není připojený na síť a obsahuje baterie neboli akumulátory. Ostrovní systémy je vhodné využít na místech, kde není přístup k rozvodné síti, nebo kde by vybudování elektrické přípojky znamenalo vynaložení vysokých nákladů.

Malinké ostrovní systémy můžeme vidět například na solárních lampách, dopravních značkách, solárních sprchách či směrových sloupcích. Sofistikované ostrovní systémy napájejí budovy nebo osady v odlehlých oblastech, kam není zavedena elektřina.

Jak fotovoltaická solární elektrárna funguje?

Fotovoltaický panel je zapojený do regulátoru dobíjení, který je připojen na akumulátor nebo sestavu několika akumulátorů. Regulátor řídí dobíjecí napětí a proud ze solárního panelu tak, aby odpovídal doporučeným hodnotám nabíjení baterie. Na regulátor jsou připojeny i spotřebiče pracující na stejnosměrný proud na napěťové hladině 12V nebo 24V. Součástí regulátoru dobíjení je monitoring aktuální kapacity akumulátorů – v případě rizika přebíjení baterie od ní odpojí solární panel. Naopak v případě rizika hlubokého vybití baterie odpojí veškeré spotřebiče a zátěž. Regulátor je centrem ostrovního solárního systému, do kterého jsou napojeny všechny ostatní komponenty a řídí přísun a výdej energie.

Systémové napětí ostrovního systému?

Systémové napětí určuje napětí baterie nebo sestavy baterií. Standardní systémová napětí jsou 12V, 24V a 48V. Požadovaného systémového napětí můžeme dosáhnout odpovídajícím zapojení jednotlivých bateriových článků. Systémovému napětí musí odpovídat především regulátor dobíjení a spotřebiče, které jsou na regulátor připojeny. Některá zařízení jsou konstruována kombinovaně, většinou 12V a 24V.

Na systémovém napětí ostrovního systému závisí nabíjecí a vybíjecí proudy na baterii. Obecně se dá říci, že čím větší ostrovní systém, tím vyšší by mělo být systémové napětí celé sestavy. U nejmenších ostrovních systémů stačí napětí 12V, u větších pak může být výhodnější volit napětí 24V nebo 48V. Vyšší systémové napětí umožní nabíjet a vybíjet sestavu akumulátorů s nižším proudem.

Nižší nabíjecí a vybíjecí proud znamená například menší nároky na jistící prvky. Pro volbu vhodného výkonu je třeba znát alespoň denní spotřebu objektu, kde bude systém instalován – olověné baterie musí mít nejméně 2x větší kapacitu ve Wh než je denní spotřeba. Nevíte-li si rady, rádi Vám s výběrem pomůžeme. Každopádně, výběr systémového napětí ostrovního systému musí být proveden ještě před pořízením jednotlivých komponent celé sestavy, protože některé komponenty umí pracovat pouze na určité napěťové hladině. Některé regulátory dovolují pracovat na dvou napěťových hladinách, zpravidla 12V a 24V.

Jakou funkci v ostrovním systému má měnič neboli střídač?

Střídač je nadstavbou ostrovních systémů, které pracují pouze se stejnosměrným proudem. V některých případech stejnosměrný proud na napětí 12V nebo 24V nestačí, například při nabíjení mobilu nebo notebooku. Měnič Vám dovolí i v ostrovním fotovoltaickém systému využívat klasické spotřebiče, které pracují se střídavým proudem o napětí 230V. Měnič napětí v solárním systému Vám tak umožní změnit napětí 12V, 24V nebo 48V na 230V a používat tak běžné spotřebiče jako je televize, osvětlení, elektrické nářadí a podobně.

Střídače jsou různé a je nutné předem ověřit, zda budou schopny pracovat na systémovém napětí konktrétního ostrovního systému. Je tedy třeba myslet při výběru na to, aby dokázat pracovat na 12V, 24V případně 48V.

Střídače se liší podle maximálního celkového příkonu spotřebičů, které lze na střídač připojit. Údaj o maximálním příkonu spotřebičů (výkonu střídače) se udává ve Wattech (W). Součet příkonů spotřebičů musí odpovídat výkonu střídače. Tedy, pokud máte například lednici o příkonu 100W + osvětlení o příkonu 20W, potřebujete minimálně 120 W. Každpopádně vždy myslete na rezervu, abyste mohli v budoucnu připojit více zařízení. Při kupování střídače do ostrovního systému musíte tedy vědět, kolik spotřebičů musí najednou „zvládnout“ a jaký je jejich celkový příkon. Rezerva by měla být v řádu desítek procent.

Pokryjí fotovoltaické panely Vaši potřebu?

Pakliže požadujete celoroční využití energie, včetně zimních měsíců, se sluneční energií si v našich podmínkách nevystačíte. V zimě je málo slunečních dní a když už jsou, tak jsou příliš krátké. Je proto potřeba najít řešení, jak mít elektřinu i během zimních měsíců, a tím řešením je elektrocentrála. Centrála se připojuje na baterii přes klasickou dobíječku, která střídavý proud transformuje na stejnosměrný. Prostřednictvím centrály mohou být zároveň napájeny spotřebiče fungující na střídavý proud 230V.

Nejprve je však potřeba tyto spotřebiče oddělit přepínačem od zbytku ostrovního systému, zvláště pak od střídače. Některé ostrovní střídače mohou být vybaveny systémem pro automatické startování a zhasínání elektrocentrály. Panely se snažte pokud je to možné orientovat co nejvíce k jihu. Orientace mezi jiho-východem a jiho-západem je považována za optimální. Pro celoroční využití solární energie je nejvhodnější sklon panelů 45°, protože přes zimu se Slunce pohybuje níže nad obzorem. Pokud budete solární panely využívat jen sezonně, od jara do podzimu, stačí nižší sklon, mezi 20°a 35°. Sluneční záření je přeměněno na elektrickou energii, kterou jsou pomocí regulátoru nabíjeny baterie. Kolik energie daný výkon panelů dodá do baterie za den lze pro konkrétní oblast zjistit zde.

Jak správně zvolit solární regulátor nabíjení?

Regulátor by měl především umět pracovat na požadované napěťové hladině. Také je možné volit regulátory s funkcí MPPT (Maximum Power Point Tracking). Regulátory s MPPT jsou sice výrazně dražší, na druhou stranu regulátor s funkcí MPPT dokáže zvýšit energetický výnos z panelů až o 30%. Pokud máte předimenzovaný solární panel, pak si pravděpodobně vystačíte bez této funkce. Pokud však potřebujete co nejvíce energie, pak doporučujeme připlatit si za regulátor s funkcí MPPT.Na MPPT regulátor se navíc vztahují i dotace. 

Jaké správně zvolit baterie pro ostrovní systém?