Victron Energy

Systémy OFF – GRID

Príklady využitia meničov/nabíjačiek Victron Multiplus

 

V súčasnej dobe nie je zámerom fotovoltických systémov dodávať čo najviac elektrickej energie do distribučnej sústavy (DS), ale naopak všetku vyrobenú energiu spotrebovať priamo v domácnostiach alebo ju uskladniť do batérií bez dodávky prebytkov do DS.
Dobrou voľbou pri navrhovaní takýchto ostrovných systémov sú zariadenia od firmy Victron Energy, ktorá je lídrom v tejto oblasti.

Ostrovný systém s využitím slnka a vetra ako obnoviteľného zdroja energie

 

 

Princíp činnosti

Fotovoltické panely a veterný generátor vyrábajú el. energiu, ktorá je následne pomocou solárnych regulátorov akumulovaná do batérií (jednosmerné DC napätie). Menič/nabíjačka MultiPlus odoberá energiu z batérie a premieňa ju na AC striedavé napätie potrebné k napájaniu 230 V spotrebičov. V prípade nedostatku energie v batérii (málo slnečného žiarenia a vetra) alebo v prípade preťaženia meniča (veľký odber spotrebičov), dá MultiPlus impulz k automatickému naštartovaniu elektrocentrály. K automatickému vypnutiu elektrocentrály dôjde pri dobití batérie na určitú prednastavenú úroveň alebo pri preťažení. Funkcia nabíjanie batérií sa dá zakázať. Elektrocentrálu môžeme zapínať/vypínať aj manuálne na základe signálu od meniča o vybití/nabití batérie. V prípade potreby je možné zrealizovať aj trojfázové systémy.

Ostrovný systém s maximálnym využitím solárnej energie a minimálnym odberom energie z elektrocentrály

 

 

Princíp činnosti

Fotovoltické panely vyrábajú el. energiu, ktorá je následne pomocou solárneho regulátora akumulovaná do batérie (jednosmerné DC napätie). Menič/nabíjačka MultiPlus odoberá energiu z batérie a premieňa ju na AC striedavé napätie potrebné k napájaniu 230 V spotrebičov. V prípade nedostatku energie v batérii (málo slnečného žiarenia) alebo v prípade preťaženia meniča (veľký odber spotrebičov), dá MultiPlus impulz k automatickému naštartovaniu elektrocentrály. K automatickému vypnutiu elektrocentrály dôjde pri dobití batérie na určitú prednastavenú úroveň alebo pri preťažení. Funkcia nabíjanie batérií sa dá zakázať. Elektrocentrálu môžeme zapínať/vypínať aj manuálne na základe signálu od meniča o vybití/nabití batérie. V prípade potreby je možné zrealizovať aj trojfázové systémy.

 

Ostrovný systém s použitím dvoch MPPT regulátorov nabíjania, ktoré optimalizujú využitie solárnej energie z FV panelov inštalovaných na dvoch svetových stranách

 

 

Princíp činnosti

Princíp činnosti je obdobný ako v predchádzajúcom zapojení, ale z dôvodu optimalizácie energetických ziskov, sme použili ešte jeden MPPT regulátor nabíjania.

 

Vplyv orientácie FV panelov na efektivitu ostrovného systému

Doposiaľ sa predpokladalo, že u FV systémov s orientáciou Východ – západ, sú potrebné dva samostatné meniče alebo aspoň jeden menič s viac MPPT, aby sa zamedzilo stratám z dôvodu neprispôsobenia. Analýza takýchto systémov ukazuje, že aj s jedným MPP trackerem sú straty minimálne.
Z pohľadu prevádzkovateľa DS sú fotovoltické systémy s orientáciou východ – západ rovnako zaujímavé ako systémy orientované na juh, pretože dodávky energie do sústavy sú počas celého dňa rovnomernejšie a nedochádza k popoludňajším špičkám. Spoločný menič je vždy lacnejší než dva menšie samostatné meniče s polovičným výkonom.
Montážou spoločného meniča vo FV systéme s orientáciou východ – západ, dochádza k určitým stratám spôsobeným nerovnomernosťou slnečného žiarenia. Tieto straty sú však minimálne a čiastočne sú kompenzované inými pozitívnymi efektmi. Napríklad FV systém s orientáciou východ – západ so spoločným meničom pracuje väčšinou vo vyššej oblasti účinnosti, ako v prípade inštalácie so samostatnými meničmi.
Rozdielne napätie DC generátorov spôsobuje straty cca 0,5 %, avšak konečné energetické straty činia iba ~0,1 %, čo je hodnota, ktorá spadá do intervalu presnosti merania elektromeru ±1 %.

 

Výkonový profil AC

 

Výkonový profil AC 2

 

Základné pravidla inštalácie

Aby sme mohli dosiahnuť optimálnej prevádzky FV systému s orientáciou Východ – západ so spoločným meničom, musíme rešpektovať niektoré základné pravidlá

  • je potrebné zamedziť akémukoľvek zatieneniu FV panelov
  • počet FV panelov musí byť vo všetkých vetvách rovnaký
  • všetky FV panely v jednej vetve musia mať rovnakú orientáciu (uhol náklonu a smer FV panelov)

Testy oboch FV systémov preukázali, že FV systém s orientáciou východ – západ s jedným spoločným meničom pre východný a západný generátor vykazuje straty z dôvodu neprispôsobenia. Podľa očakávania sú však tieto straty nízke a čiastočne sú kompenzované tým, že spoločný menič pracuje väčšinou v oblasti vyššej účinnosti.

Proti minimálnym stratám výnosov stojí jednoznačne zníženie nákladov na zostavu celého FV systému

  • zníženie počtu meničov
  • možnosť zredukovať menovitý výkon spoločného meniča (v závislostí na uhlu náklonu inštalovaných FV panelov) až o 35%
  • zníženie nákladov na inštaláciu

Záver

Pokiaľ správne dodržíme všetky spomenuté základné pravidla inštalácie, môže byť inštalácia so spoločným meničom u FV systémov s orientáciou východ – západ ekonomicky výhodnejším riešením než s dvoma meničmi.
Nakoniec môžeme ešte spomenúť, že inštalácia spoločného meniča s jedným MPPT, nemá v porovnaní s inštaláciou jedného meniča s dvoma MPPT žiadne nevýhody.

Viac informácií na:
www.energymatters.com.au/images/news/2013/east-west-solar-paper.pdf
www.victronenergy.cz