Panely a měniče - typy panelů a typy měničů, jak se zapojují pro jaké aplikace se hodí. Jakub Staniček

Transkript

1 Panely a měniče - typy panelů a typy měničů, jak se zapojují pro jaké aplikace se hodí Jakub Staniček

2 Dělení panelů Podle výrobní technologie článků Mono, Poly, amorfní (CSI) Podle počtu článků (napětí panelu) Jeden článek má napětí okolo 0,5V (Umpp), respektive 0,6V (Uoc) Typicky: 10-článkové (5V); 24-článkové (12V); 36-článkové (18V); 60- článkové (30V); 72-článkové (36V) Podle konstrukce Klasické rámové Bezrámové (sklo-sklo) flexibilní

3 Podle technologie Mono Nejvyšší (komerčně) dostupná účinnost obvykle cca 17% Dražší výrobní technologie Nejvyšší zisk energie z kolmých paprsků Poly Obvyklá účinnost okolo 16% Nejběžněji používané Optimální poměr cena/výkon O trochu lepší zisk z energie z bočních paprsků

4 Podle počtu článků Nejběžnější velikost článků je cca 6 x 6 palců (156 x 156 mm) Pro menší rozměry panelů se články řežou na menší (zachování napětí a menší rozměr menší výkon) Panely se vyrábí obvykle od 10 článku zapojených v sérii (5V) podle potřebné aplikace. Pro nabíjení 12V baterie je obvykle potřeba 32 a více článků (16V)

5 Podle konstrukce Klasické rámové Nejběžnější podoba Články jsou laminované na skleněnou desku, orámovanou typicky hliníkovým profilem Vysoká pevnost panelu Nosnost rámu, vysoká odolnost díky temperovanému sklu Snadná manipulace a uchycení na konstrukci

6 Podle konstrukce Bezrámové (sklo-sklo) Dražší výroba Náročnější manipulace (hmotnost, nižší houževnatost, speciální úchyty) Výborný vizuální dojem

7 Podle konstrukce Flexibilní Instalace na nerovné povrchy (karavany, jachty apod.) Velmi nízká hmotnost Vyšší výrobní náklady Z dlouhodobého hlediska větší náchylnost na poškození

8 Regulace výkonu panelů Panely mají proměnlivý výkon (napětí a proud) P=U x I Pro optimalizace vztahu U a I se využívá algoritmus MPPT Maximum Power Point Tracking a. 39 V x 5 A = 195 W b. 32 V x 7 A = 224 W c. 14 V x 8 A = 112 W Jaké napětí je pro výkon optimální?

9 Instalace panelů na střechu Šikmá tašková střecha Hliníkový systém uchycení Plechová střecha / vlnitá další

10 Dělení měničů Síťové nízkonapěťové (GridFree) Síťové vysokonapěťové Ostrovní Hybridní

11 Síťové nízkonapěťové (GridFree) Obvyklý rozsah vstupního napětí do 48V DC (mohou být i více, řádově horní hranice napětí nedosahuje několika stovek voltů) Vyžadují nosný Sinus fáze z distribuční sítě Při nesplnění tohoto kritéria měniče omezují svůj výkon nebo se vypínají Pro provoz v našich podmínkách vyžadují normu EN 50438:2013 Pracuji s malými výkony z panelů Celkový výkon obvykle ve stovkách W nebo v jednotkách kw

12 Síťové vysokonapěťové Obvyklý rozsah vstupního napětí od 48 a více do několika stovek voltů Vysoký výstupní výkony v řádech kw pro připojení celých panelových polí Vysoké pořizovací náklady Využitelné převážně pro Grid-Tied instalace Vyžadují nosný Sinus fáze z distribuční sítě

13 Ostrovní Měniče, nevyžadující připojení do systému 3.strany Fungují zcela autonomně Pro paralelní zapojení vyžadují vzájemnou komunikaci a synchronizaci Obvykle v systému vyžadují baterie Mohou mít různý tvar výstupní vlny Sinus Modifikovaný sinus

14 Hybridní Měnič, kombinující síťové a ostrovní režimy Funkce nabíjení baterií Inteligentní řízení Vysoká pořizovací cena Dávají výhody ostrovních i síťových elektráren najednou

15 Parametry panelového pole Pro získání požadovaného napětí panelového pole pro měnič je nutné zvolit správný typ zapojení panelů Sériové Paralelní Sério-paralelní

16 Parametry panelového pole Sériové zapojení: Při sériovém zapojení je protékající proud shodný jako proud protékající z každého shodného panelu použitého za shodných podmínek oslunění, ale napětí se sčítají.

17 Parametry panelového pole Paralelní zapojení: Při paralelním zapojení je napětí shodné jako na každém stejném panelu a proudy se sčítají, jelikož každý panel přispívá svým vyrobeným proudem.

18 Parametry panelového pole Jaké zapojení zvolit? Specifikace solárního panelu vs. hodnoty připojených zařízení Hodnota napětí na sestavě solárních panelů NESMÍ přesáhnout hodnotu max. vstupního napětí zařízení. P= U x I Ztráty vedení P z = R x I 2

19 Parametry panelového pole Proudová zatížitelnost (měď) Průřez (mm2) 0,75 1 1,5 2, Proud (A) Výpočet proudu při výkonu 2000 W, napětí 12 V nebo 230 V 2000W 12 V I=? Měnič napětí 12V/230V 2000/12 = 166,7 A!! 2000/230 = 8,7 A 2000W 230V I=? I= P/U Normy 230 V domovní instalace 10A = 1,5 mm 2 16A = 2,5 mm 2 Průřez vodiče nesmí být v žádné části obvodu menší než minimální průřez pro daný proud.

20 Rekapitulace 1) Která elektrická veličina se při sériovém propojení solárních panelů do elektrického obvodu sčítá? 2) Jsou vstupní a výstupní proudy u měniče napětí z 12 V na 230V shodné? 3) Jaký efekt má začleněním baterie pro ukládání elektrické energie do solárního systému na finanční návratnost systému?

21 Děkuji za pozornost Jakub Staniček 2017