Meniče napätia pre fotovoltiku

Prečo je nutné použitie meniča napätia a aké sú jeho najdôležitejšie funkcie

Využitie vyrobenej energie: Fotovoltické panely generujú jednosmerný prúd (DC), zatiaľ čo väčšina domácich spotrebičov a distribučná sieť používajú striedavý prúd (AC). Menič napätia prevádza DC z panelov na AC, čo umožňuje použitie vyrobenej elektrickej energie v bežných domácich spotrebičoch a jej distribúciu cez elektrickú sieť. Jednoducho, bez meniča by ste vyrobenú energiu nevyužili.

Efektívnosť výkonu: Menič zabezpečuje, že elektrická energia vyrobená fotovoltickým systémom spĺňa štandardy pre napätie, frekvenciu a kvalitu prúdu. Tie sú potrebné pre bezpečné a efektívne pripojenie k domácej alebo verejnej elektrickej sieti.

Bezpečnosť: Meniče napätia majú zabudované bezpečnostné funkcie, ktoré chránia systém pred nadmerným napätím, skratmi alebo inými potenciálnymi elektrickými problémami. V prípade výpadku elektrickej energie v sieti môžu tiež zabezpečiť automatické odpojenie systému, aby sa predišlo spätnému napájaniu a zabezpečila sa ochrana pracovníkov na údržbe siete.

Mnohé moderné meniče umožňujú monitorovanie výkonu fotovoltického systému a jeho riadenie. Užívatelia môžu sledovať, koľko energie ich systém produkuje, a niekedy aj upravovať nastavenia pre optimalizáciu výkonu.

Ako sa delia meniče napätia

Podľa počtu fáz

• Jednofázové
• Trojfázové

Podľa typu použitia

• On-grid (sieťové) meniče
• Off-grid (ostrovné) meniče
• Hybridné meniče

Jednofázové meniče napätia nájdu svoje využitie predovšetkým pri menších ostrovných systémoch. Obvykle sa používajú len pre zariadenia s výkonom do 3 kW. Jednofázové meniče sú často používané v menších alebo rezidenčných fotovoltických systémoch. Sú efektívne a ideálne pre systémy, ktoré nepotrebujú komplexné riadenie viacerých fáz alebo veľkú kapacitu energie.

Trojfázové meniče sú zas vhodné v prípade väčších fotovoltických systémov. Tam, kde je potrebné efektívne spracovať a distribuovať veľké množstvo vyrobenej solárnej energie.

Trojfázové meniče sú ideálne pre väčšie fotovoltické inštalácie, ako sú komerčné budovy, priemyselné zariadenia alebo veľké rezidenčné komplexy, kde je dôležitá efektívna distribúcia veľkého množstva energie. Trojfázové systémy sú vhodnejšie pre prenos veľkých výkonov na väčšie vzdialenosti s menšími stratami, v porovnaní s jednofázovými systémami. Trojfázové meniče prispievajú k vyššej stabilite napätia a rovnomernejšiemu rozloženiu záťaže medzi fázami elektrickej siete. Toto pomáha minimalizovať problémy so stabilitou napätia a znižuje riziko preťaženia jednotlivých fáz.

On-grid (Sieťové)

Sieťové meniče napätia, známe aj ako on-grid alebo grid-tie meniče, sú navrhnuté na pripojenie fotovoltického systému k verejnej elektrickej sieti. Ich hlavnou úlohou je konvertovať jednosmerný prúd (DC) z fotovoltických panelov na striedavý prúd (AC), ktorý je kompatibilný so štandardmi elektrickej siete.

• Sieťové meniče optimalizujú výkon fotovoltického systému a zabezpečujú, že vyrobená elektrina spĺňa požiadavky siete na napätie a frekvenciu.
• Zvyčajne neobsahujú batérie alebo možnosti ukladania energie.
• Sú ideálnou voľbou pre domácnosti a podniky, ktoré chcú znižovať svoje účty za elektrinu pomocou slnečnej energie, pričom nadbytočnú energiu môžu poskytovať do siete (pokiaľ to umožňuje dodávateľ elektrickej energie)
• Nemajú možnosť ukladania energie, takže v prípade výpadku siete nezabezpečujú dodávku elektriny.

Sieťové meniče, ktoré sú dobre nakonfigurované, umožňujú ich majiteľom používať alternatívny systém výroby energie, v tomto prípade solárnu energiu a to bez zložitého systému a batérií. Pokiaľ nastane situácia, v ktorej nebude tejto alternatívnej energie dostatok, deficit môžete čerpať z elektrickej siete.

Off-grid (Ostrovné)

Ostrovné alebo Off-grid meniče napätia fungujú bez zapojenia do distribučnej siete. Menič napätia je tým pádom napojený na batériu, ktorej odoberá energiu a premieňa ju z jednosmerného na striedavý prúd. Meniče v týchto systémoch zabezpečujú nielen konverziu energie, ale aj efektívne nabíjanie a vybíjanie týchto batérií, čím zabezpečujú nepretržitú dodávku energie aj v obdobiach bez slnečného žiarenia.

Hybridné

Tieto meniče napätia kombinujú výhody sieťových aj ostrovných meničov. To znamená, že energiu dokážu ukladať a zároveň čerpať aj z distribučnej siete, prípadne ju tam posielať. Prednostne však využívajú samozrejme slnečnú energiu a na distribučnú sieť sa prepínajú až v prípade vybitia batérií na určitú hranicu. Najväčšou výhodou, a často využívanou funkciou, hybridných meničov je ich schopnosť regulácie odoberanej energie zo siete alebo z akumulátorov.

Ako vybrať menič napätia

Keďže ide o kľúčový prvok celého systému, neodporúčame šetriť na kvalite alebo podceniť výber správneho meniča. Nestačí vybrať výkonné fotovoltické panely, pretože ich výkon a dobré fungovanie sa k konečnom dôsledku odvíja aj ďalších zložiek systému, predovšetkým meniča napätia, ktorý je najdôležitejším prvkom celej elektrárne.

Správny menič musí byť preto maximálne prispôsobený fotovoltickej elektrárni. Je potrebné zachovať správne pomery medzi výkonom fotovoltického systému a výkonom meniča napätia. Chyba nastáva vtedy, ak je výkon meniča nižší ako výkon panelov. V takomto prípade budete vyrobenú energiu strácať.  Správny menič napätia zvláda výkon solárnych panelov, ale zároveň zamedzuje plytvaniu energie.

Dlhodobá záťaž meniča by mala byť približne 80 % jeho výkonu. Pokiaľ bude jeho dlhodobé využívanie skôr v hornej hranici výkonu 80 % až 100 %, skracujete tým jeho životnosť.