Čeština
Baterie
Úložiště energie pro ukládání přebytků výroby FVE, pro zajištění energie při výpadku rozvodné sítě atd. realizujeme pomocí stacionární baterie.
Kapacita baterie pro tento účel vychází z několika faktorů:
Požadovaná doba zálohy při výpadku rozvodné sítě. Příklad výpočtu vhodné kapacity pro dle požadované doby zálohování a odhadu zálohovaných spotřebičů je uveden v následující kapitole.
Vhodná kapacita s ohledem na výkon FV panelů. Pro efektivní využití energie z FV panelů je potřeba vhodně dimenzovat kapacitu baterie, jedna z uváděných možných hodnot je 1,75 kWh baterie na 1 kWp výkonu FV panelů.
Dalším velmi významným faktorem je cena baterie, dále její životnost a počet cyklů – zde je klíčová technologie vlastní baterie.
Technologie
Vzhledem k životnosti, počtu cyklů, bezpečností provozu vychází v současnosti velmi dobře technologie LiFePO4. Všechny další informace, zapojení a příklady v dalším textu předpokládající využití článků pro sestavení baterie jsou uvedeny pro technolgii LiFePO4. Tyto baterie dosahují životnosti až 20 let, 5000 až 8000 cyklů (podle hloubky vybíjení, rychlosti nabíjení a vybíjení, dosažení počtu cyklů neznamená zničení baterie, ale pokles kapacity na např. 80%), nevadí jim provoz v záporných teplotách (mohou být umístěny v garáži nebo jiných i netemperovaných prostorách), nevyžadují speciální uložení z pohledu bezpečnosti (je možno je umístit do obytných prostor). Naopak jsou velmi citlivé na přebití nebo úplné vybití, takže pro jejich efektivní provoz je nezbytný tzv. BMS – viz další text.
BMS
Baterie sestavená z článků postavených na technologii LiFePO4 vyžaduje pro spolehlivý provoz hlídání a balancování každého článku, tzv. BMS (battery management systém). BMS hlídá u každého článku maximální a minimální napětí a maximální teplotu, tím zajistí, aby nedošlo ke zničení článku přebitím nebo úplným vybitím.
MPPT nabíječ.
Pro optimální využití energie fotovoltaických panelů se používá nabíječ s funkcí MPPT (Maximum Power Point Tracking). Nabíječ s touto funkcí obsahuje DC/DC měnič, který udržuje maximální hodnotu výkonu, který jsou FV panely schopny dodat pro nabíjení připojené baterie (nebo další využití v systému). Stejnou funkci mají integrovanou i běžné a hybridní střídače.
Střídač standardní (běžná FVE bez baterií)
Pro běžné instalace bez baterií používáme standardní síťové střídače, které převádí vstupní DC napětí z připojených FV panelů na střídavé napětí 230 VAC. Jsou vybaveny funkcí MPPT (jejich součástí je MPP tracker), menší výkony (cca 1,5 kW až 3 kW) mají obvykle možnost připojit jeden string FV panelů, větší střídače (3 až 5 kW) pak 2 stringy.
Výkon standardního střídače udává max. počet FV panelů, který můžeme na jeho vstup připojit. Vzhledem k legislativě a běžným instalacím v RD se pohybuje výkon střídačů od cca 2 kW do 5 kW v jednofázovém provedení. Pro větší výkony a třífázová provedení je k dispozici celá řada střídačů na trhu, ale v následujících příkladech se budeme věnovat jednofázovým instalacím ve výše uvedených výkonech.
Vlastní spotřeba střídače je důležitý parametr nejen pro ostrovní systémy (kde může výrazně snižovat množství využitelné energie z baterií), ale i pro hybridní systémy, protože i zde představuje nežádoucí ztrátu energie. Menší střídače (cca do výkonu 4 kW) by optimálně měly mít vlastní spotřebu max. 40 W, větší střídače (přes 5 kW) do cca 80 W.
Maximální účinnost u střídačů se pohybuje okolo 90 ÷ 98 %. Ještě přesnější je tzv. evropská účinnost, které lépe zohledňuje charakter slunečního svitu, nejlepší střídače dosahují až 97 %.
FV panely
Podle technologie můžeme vybírat mezi monokrystalickými, polykrystalickými a amorfními panely.
Amorfní panely mají proti ostatním uvedeným výhodu menšího vlivu částečného zastínění některého panelu stringu (komín, stromy, stožáry apod…), ale mají menší účinnost a jsou ve výsledku dražší.
Monokrystalické panely mají lepší účinnost při přesném nasměrování na slunce a přímém svitu, naopak polykrystalické lépe fungují při horším nasměrování a oblačnosti, takže pro běžné stacionární aplikace na střeše domu není mezi nimi velký rozdíl.
Příklad FV panelu:
Panel Axitec AC-250P, polykrystalický panel, parametry při 1000 W/m2, teplotě 25°C:
Nominální výkon 250 Wp
Nomimální výstupní napětí 31,45 V
Nominální proud 7,98 A
Účinnost 15,37 %
Umístění panelů.
Optimální sklon pro celoroční největší zisk je úhel cca 35°, orientace na jih. Sklon až do 45° poskytuje jen mírně horší zisky v řádech jednotek %.
V případě použití 2 stringů může být výhodné umístění jednoho stringu orientací JZ, druhý JV – získáme tím rovnoměrnější rozložení výkonu v průběhu dne.
Snížení výkonu ohřevem panelu. Běžná hodnota teplotního koeficientu panelu je 0,47 %/°C, takže v letním období může výkon panelů klesnout i o více než 10 %, naopak v zimním období výkon roste (výkonové parametry výrobce udává typicky při teplotě 25 °C).