Ostrovní fotovoltaický systém (označovaný též jako off-grid) se oproti jiným solárním systémům vyznačuje dvěma základními rysy - není připojený na síť a obsahuje akumulátory. Ostrovní systémy jsou budovány tam, kde není přístup k rozvodné síti, nebo tam, kde by zřízení elektrické přípojky znamenalo vynaložení velmi vysokých nákladů.
Nejmenší ostrovní systémy můžeme vidět například na dopravních značkách. Sofistikované ostrovní systémy napájejí budovy nebo celé vesnice v odlehlých oblastech, kam není zavedena elektřina.
Mohlo by vás také zajímat
Co jsou základní komponenty ostrovních systémů?
Fotovoltaický panel je zapojený do regulátoru dobíjení, který je připojen na baterii nebo sestavu několika baterií. 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 vlastně srdce ostrovního solárního systému, protože jsou na něj napojeny všechny ostatní komponenty a řídí přísun a výdej energie.
Sledujte naše sítě
Co je to systémové napětí ostrovního systému?
Systémové napětí určuje napětí baterie nebo sestavy baterií. Standardní systémová napětí jsou 12V, 24V a 48V. Požadovaného systémového napětí je možné dosáhnout odpovídajícím zapojení jednotlivých bateriových článků. Systémovému napětí musí odpovídat především regulátor dobíjení a spotřebiče, které jsou na regulátor připojeny.
Některá zařízení jsou konstruována pro více napěťových hladin, zpravidla 12V a 24V. Na systémovém napětí ostrovního systému závisí nabíjecí a vybíjecí proudy na baterii a proto je jeho volbu vhodné konzultovat s odborníky.
Jakou funkci v ostrovním systému má střídač?
Střídač, nebo-li měnič je nadstavbou ostrovních systémů, které pracují pouze se stejnosměrným proudem. Někdy prostě stejnosměrný proud na napětí 12V nebo 24V nestačí, například pokud potřebujete nabíjet mobil nebo notebook. Střídač Vám dovolí i v ostrovním fotovoltaickém systému využívat klasické spotřebiče z Vaší domácnosti, které pracují se střídavým proudem o napětí 230V.
Střídač musí umět pracovat na systémovém napětí ostrovního systému, při jeho volbě je tedy potřeba dbát na to, aby uměl 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
Při pořízení střídače do ostrovního systému musíte mít jasno v tom, kolik spotřebičů musí najednou "utáhnout" a jaký je jejich celkový příkon. Střídač a jeho výkon je vždy potřeba dimenzovat s dostatečnou rezervou, a to alespoň v řádu desítek procent.
Co když fotovoltaické panely nestačí?
Ano, může se stát, že solární panely nebudou pro ostrovní systém dostačující. Především tam, kde požadujeme celoroční využití energie si během zimních měsíců se sluneční energií nevystačíme, protože je málo slunečních dní a když už jsou, tak jsou moc 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 na přímo 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.
Je možné kombinovat solární panely a větrnou turbínu?
Ostrovní systém se solárními panely je možné doplnit i o malou větrnou turbínu. V rámci České republiky bohužel nejsou pro větrné elektrárny na většině území vhodné podmínky. Instalace větrníku se vyplatí pouze na vnitrozemských vrchovinách nebo v pohořích kolem hranic ČR. Ve zbytku území a hlavně v nížinách se místa s dobrou průměrnou rychlostí větru hledají dosti obtížně.
Větrná turbína se do ostrovního systému připojuje zpravidla přes samostatný regulátor dobíjení. Na jednu baterii nebo sestavu baterií může být připojeno i více regulátorů od vícero zdrojů energie. Zbytek ostrovního systému je pak shodný jako v předchozích variantách.
Často kladené dotazy
Jak správně zvolit systémové napětí ostrovního systému?
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 resp. 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.
Volba systémového napětí ostrovního systému by měla být provedena 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.
Jaké správně zvolit baterie pro ostrovní systém?
Nejběžnější pro použití v ostrovním systému jsou olověné akumulátory. Avšak nejedná se o klasické autobaterie, ale o tzv. trakční baterie, které jsou oproti autobateriím stavěné na dlouhé nabíjení/vybíjení a nižší proud. Olověné solární baterie jsou zpravidla bezúdržbové s elektrolytem v podobě gelu nebo tzv. AGM a jsou dostupné v článcích o napětích od 2V do 12V.
Hlavní výhody lithiových baterií
V poslední době přichází do obliby baterie na bázi lithia. Jde o dva nejčastější typy, buďto na bázi lithium-železo-fosfát (LiFePO4, LiFeYPO4) nebo lithium-ion. Lithiové baterie jsou výrazně dražší, avšak oproti olověným akumulátorům výrazně lehčí, snesou vyšší nabíjecí/vybíjecí proudy, přežijí i hlubší vybití, netrpí na kolísání teplot, nemají tzv. paměťové efekty a mají delší životnost.
Jak správně zvolit solární regulátor nabíjení?
Regulátor dobíjení by měl především umět pracovat na požadované napěťové hladině, viz předchozí odstavec. Dále 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.
Musí být regulátor kompatibilní s baterií?
Solární regulátor nabíjení by měl být určen pro práci s Vámi zvoleným typem akumulátorů. Většina solárních regulátorů je primárně určena pro práci s olověnými bateriemi. Pokud máte jiný typ baterií, pak musíte volit regulátor, který je pro Vaše baterie určený. Některé typy regulátorů umožňují nastavení nabíjecích charakteristik pro libovolný typ baterií.
Jak správně zvolit střídač napětí?
I u ostrovních střídačů platí, že musí umět pracovat na zvoleném systémovém napětí. Pokud Váš ostrovní systém pracuje na napětí 24V, pak na stejném napětí musí umět pracovat i Váš střídač. Dalším důležitým parametrem střídače je jeho výkon, který musí odpovídat součtu příkonů zařízení, které chcete ze střídače napájet
Jak správně dimenzovat ostrovní střídač?
Pokud například potřebujete pohánět čerpadlo o příkonu 100W, lednici o příkonu 100W a osvětlení o příkonu 20W, pak Váš střídač musí mít výkon minimálně 100+100+20=220W. Střídač doporučujeme volit s dostatečnou rezervou, která poslouží v případě, že budete v budoucnu potřebovat připojit další zařízení. Pro náš příklad by tedy byl vhodný střídač o výkonu 300W.
Jaké další funkce může mít střídač?
Některé sofistikovanější hybridní střídače obsahují systém pro automatické dálkové startování a zhasínání elektrocentrály. Tato funkce se může hodit v případě větších ostrovních systémů, které jsou využívány celoročně. Ovšem musí tuto funkci podporovat také vaše elektrocentrála.
Jaká je optimální orientace a sklon solárních panelů?
Panely se vždy snažíte orientovat co nejvíce k jihu. Orientace mezi jiho-východem a jiho-západem se považuje za optimální. Pro celoroční využití solární energie je nejvhodnější sklon panelů 45°, protože zvláště přes zimu se Slunce pohybuje níže nad obzorem. Pro sezónní využití solárních panelů od jara do podzimu stačí nižší sklon, mezi 20° a 35°.
Solární panely na vaší střeše snadno a rychle?
Návrh řešení a osobní návštěva technika u vás je ZDARMA. Ozveme se během 2 dní.
