Najprostszy z możliwych do samodzielnego montażu zestawów solarnych składa się jedynie z trzech komponentów: baterii paneli słonecznych, kabli połączeniowych oraz przetwornicy solarnej. Jest to idealne rozwiązanie do kampera, jachtu lub na działkę. W tym poradniku znajdziesz informacje na temat wykorzystania i zalet przetwornic solarnych. Zapraszam do lektury!
Przetwornica solarna - co to za urządzenie
Typowe układy PV składają się z paneli fotowoltaicznych, systemów montażowych, zabezpieczenia AC i DC, oraz kabli i konektorów. Na końcu tego układu znajduje się inwerter, do którego możemy podłączyć na przykład przetwornicę lub inny odbiornik wymagający zasilania napięciem 230 V 50 Hz.
A co, jeśli zamiast inwertera bezpośrednio do paneli PV podłączysz przetwornicę napięcia? Efekt będzie błyskawiczny i raczej odmienny od Twoich oczekiwań. Panele fotowoltaiczne nie generują stałego napięcia podczas swojej pracy. Parametry wytwarzanego przez nie prądu: napięcie, natężenie oraz moc uzależnione są od ekspozycji i absorbcji promieni słonecznych. Dlatego też napięcie prądu na wejściu do przetwornicy może wahać się w granicach 20-30 V. A tego żadna przetwornica posiadające dobre zabezpieczenie nadprądowe nie zniesie. Próba doprowadzenia napięcia wyższego niż 15,5 V zakończy się wyłączeniem przetwornicy dla ochrony zarówno samego urządzenia jak i operatora.
Rozwiązaniem jest tu przetwornica solarna. Jest to urządzenie odporne na kaprysy paneli fotowoltaicznych, posiadające dużą tolerancję na zmiany napięcia wejściowego, oraz odporność na przebicia elektryczne pomiędzy wejściem i wyjściem. Wbudowany moduł PWM dla paneli połączonych równolegle lub MPPT dla połączeń szeregowych sprowadza wartość napięcia prądu do akceptowanych 14-15 V. Pozwala to na ograniczenie kosztów zestawu z jednoczesnym zachowaniem jego parametrów i funkcjonalności.
Jaka przetwornica do paneli fotowoltaicznych
Przetwornice solarne ze względu na prostotę montażu oraz stosunkowo niewielką wagę zestawu wykorzystywane są w rozwiązaniach mobilnych, takich jak kampery, przyczepy kempingowe, jachty motorowe lub żaglowe oraz rozwiązaniach sezonowych, na przykład w domkach letniskowych, czy ogródkach działkowych. Zestaw taki umożliwia podłączenie bojlera do grzania wody lub sprzętu AGD i RTV.
Zazwyczaj do minizestawów fotowoltaicznych wykorzystywane są przetwornice o mocy maksymalnej od 1,6 do 4 kW. Są to urządzenia wytwarzające prąd o przebiegu sinusoidalnym. Pozwala to na zastosowanie każdego rodzaju odbiornika prądu zmiennego 230 V 50 Hz. Możesz co prawda zakupić tańszy model, wytwarzający prąd o przebiegu modyfikowanego sinusa, ale nie będzie on mógł służyć do zasilania urządzeń z silnikami indukcyjnymi, oświetlenia LED i szeregu innych urządzeń. O różnicach w charakterystyce prądu wyjściowego przetwornic przeczytasz na naszym blogu.
Dobór odpowiedniej mocy przetwornicy rozpoczyna się od określenia zapotrzebowania na energię elektryczną. O tym jak dobrać odpowiedniej mocy przetwornicę dowiesz się z lektury tego artykułu. Ogólnie rzecz ujmując wystarczy policzyć dotychczasowe lub planowane zużycie i powiększyć otrzymany wynik o około 20%, uwzględniając straty systemu.
Kompatybilność z pozostałymi elementami zestawu solarnego
Teraz nie pozostaje nic innego jak wyposażenie naszego zestawu w odpowiednią do mocy przetwornicy liczbę paneli fotowoltaicznych. Ogólnie przyjęta zasada mówi, że moc baterii PV powinna mieścić się w zakresie 85-120 % mocy inwertera. Biorąc jednak pod uwagę natężenie promieniowania słonecznego na naszej szerokości geograficznej, warunki pracy układu oraz nie zawsze optymalne ustawienie ogniw fotowoltaicznych, przewymiarowanie mocy paneli powinno wynosić nie mniej niż 20%.
Budując zestaw fotowoltaiczny off-grid, czyli nie związany z siecią energetyczną, dobrą praktyką jest dążenie do pełnej autonomii zasilania. Możesz to łatwo osiągnąć rozbudowując swój zestaw o akumulator, a jeszcze lepiej o baterię akumulatorów żelowych lub AGM. Także w tym wypadku należy zwrócić uwagę na parametry naszej przetwornicy, a dokładnie na wartość natężenie prądu na jej wyjściu. Jeżeli dysponujesz możliwością wyprodukowania prądu o natężeniu 10 A, to nie możesz podłączyć akumulatora o gorszych parametrach ładowania, czyli o natężeniu mniejszym niż właśnie 10 A.