17
Pokud používáme jeden fotovoltaický panel, je situace jednodušší, protože prostě kladný (+) výstup solárního panelu připojíme na kladný (+) vstup solárního regulátoru a záporný výstup (-) na záporný vstup. Pokud ale máme více solárních panelů, není jejich propojení a připojení k solárnímu regulátoru o mnoho složitější, než u jednoho panelu.
Vzájemně propojovat je možné pouze stejné panely. Tedy panely se stejnými technickými parametry, stejným výkonem a od stejného výrobce. Pokud např. propojíme do série dva panely, jeden menší s menším výstupním proudem a druhý panel větší, s větším výstupním proudem, dostanete ze systému max. proud, který bude na úrovni max. proudu menšího panelu!
Fotovoltaické panely je možné propojit do série nebo paralelně nebo sérioparalelně. Sériové zapojení: Získáme vyšší napětí, proud zůstane stejný jako u jednotlivých panelů. Paralelní zapojení: Celkové výstupní napětí zůstane stejné jako u jednotlivých panelů, získáme vyšší proud. Sériově-paralelní zapojení: Kombinace vlastností sériového a paralelního zapojení. Získáme vyšší napětí i proud (podle konkrétního zapojení). Ať už zapojíme panely jakkoli, vždy získáme na výstupu z panelů stejný výkon. Řekněme, že máme dva fotovoltaické panely, s nominálním napětím 12 V (Skutečné max. napětí zatíženého panelu bude 17 V) a max. proud z panelu bude 6 A. Pokud tyto fotovoltaické panely spojíme do série, získáme na výstupu nominální napětí 2 x 17 V = 34 V, a proud 6 A. Max. výkon bude tedy 34 V x 6 A = 204W. Pokud tyto panely spojíme paralelně, získáme na výstupu nominální napětí 17V a proud 2 x 6 A = 12 A. Max. výkon bude tedy 17 V x 12 A = opět 204 W.
Jak tedy spojit panely a jaké jsou výhody různých celkových výstupních napětí z panelů?
Z uvedeného příkladu spojení dvou panelů vyplývá, že při paralelním spojení panelů teče do solárního regulátoru z panelů větší proud.
To samozřejmě klade nároky na dimenzování vhodného průřezu propojovacích vodičů (připojovací vodiče musí mít větší průřez). Z technického hlediska je tedy výhodnější např. dva panely s napětím 12V spojit do série pro celkové napětí 24 V.
Při návrhu napětí systému nehraje roli jen čistě technická stránka věci, ale i praktičnost. Na trhu je např. daleko více spotřebičů pro napájení z 12V než z 24V. Pokud by se jednalo o malý systém např. jen se dvěma panely, pak bude výhodnější přiklonit se k napětí systému 12V.
Malé solární panely s výkonem tak do 20 W nemusí mít vestavěné ochranné diody. Větší solární panely již mají tyto diody vestavěny. Ochranné diody jsou v panelu istalovány obvykle dvě. První dioda je pro ochranu panelu při sériovém propojení panelu s dalšími panely, pokud je jeden ze sériově spojených panelů zastíněn, pak na něj působí proud z ostatních panelů a mohlo by v krajním případě dojít ke zničení zastíněného panelu, každopádně ale k omezení celkového výkonu systému. Ochranná dioda umožní proudu z ostatních panelů "obejít" zastíněný panel (ByPass). Tato ochranná dioda je připojena paralelně k panelu. Druhá ochranná dioda zase zajišťuje, aby při paralelním spojení panelů nedocházelo k "vyrovnávání proudů" mezi méně osvíceným a více osvíceným panelem, tak že nebude docházet v době, kdy na panelech bude napětí menší než na akumulátoru (po soumraku), k vybíjení akumulátoru zpětně do fotovoltaických panelů. Tato ochranná dioda je připojena do série s panelem
Funkci ochrany proti zpětnému proudu ale má obvykle vestavěný solární regulátor. Pokud fotovoltaické panely nemají vestavěny ochranné diody, a vy hodláte tyto panely spojovat do větších celků, bude bezpodmínečně nutné ochranné diody připojit k panelům dodatečně.
Panely do výkonu asi 50 W, mají na výstupu obvykle šroubovací svorky pro připojení přívodního kabelu. Panely s výkonem nad 50 W jsou již obvykle vybaveny solárními konektory. Na výstupu z fotovoltaického panelu jsou obyčejně dva krátké kabely, na jejichž koncích jsou párové solární konektory.
U propojovacích vodičů je vhodné použít speciální solární kabel, který má velmi dobré parametry v rámci provozu v nizkonapěťovém systému, s vysokými proudy. Tento kabel má zároveň i dlouhou životnost a velmi nízké ztráty.
Zpět na začátekUmístění fotovoltaických panelů (poloha), je uvedeno v kapitole 4.
Montáž na sedlové střechy
Tento typ montáže je vhodný pro malé ostrovní fotovoltaické systémy. Sklon střechy by měl být asi 35 stupňů a plocha střechy s fotovoltaickými panely by měla být orientovaná na jih nebo jihozápad. Panely se umisťují na montážní rámy z nekorodujícího materiálu, rámy jsou pak pomocí háků připevněny ke konstrukci střechy.
Montáž na ploché střechy
Konstrukci obvykle tvoří rohové spojky trojúhelníkového tvaru z pevného a odolného materiálu (pozinkovaná ocel). Spojky jsou propojeny hliníkovými profily, na které se umisťují fotovoltaické panely. Konstrukce se buď napevno spojí s podkladem (se střechou), nebo se konstrukce pouze zatíží (např. velkými dlaždicemi).
Montáž na volná prostranství
Používá se obvykle stejný způsob montáže, jako u montáže na ploché střechy.
Montáž na polohovatelné systémy
Jedná se o montáž fotovoltaických panelů na speciální polohovací zařízení, která se automaticky otáčí za sluncem (Tracker). Je možné dosáhnout asi o 30 % vyšší výtěžnosti, nicméně nevýhodou jsou relativně vysoké pořizovací náklady trackeru, spotřeba energie pro vlastní chod trackeru a nutná údržba a možnost poruchy trackeru.
Pokud připojíme jeden panel, použijeme pro připojení panelu k solárnímu regulátoru, nebo MPPT měniči kabel se stejným průřezem, jaký je u fotovoltaického panelu.
Pro panel o výkonu nad cca 50W budete potřebovat solární konektory. Obvyklým typem konektorů, které jsou na kablících (vývodech) ze solárního panelu, jsou solární konektory MC4. Jedná se o speciální voděodolné konektory se zámkem. Jestliže budete panely spojovat do série, můžete stejně jako při připojení jednoho fotovoltaického panelu použít pro připojení všech panelů k solárnímu regulátoru (MPPT měniči) stejný průřez vodičů.
Pokud budou ale fotovoltaické panely spojeny paralelně nebo sérioparalelně, je doporučeno sečíst maximální proudy všech paralelně připojených panelů.
Fotovoltaické panely, které mají na výstupu svorkovnici namísto solárních konektorů (obvykle panely do výkonu asi 50 W), připojíme k solárnímu regulátoru bez konektorů.
Zpět na začátekAkumulátory se připojují k solárnímu regulátoru (MPPT měniči) pomocí kabelů, které musí být dimenzovány na stejný nebo větší proud, než je max. proud z výstupu solárního regulátoru pro napájení akumulátorů. "Klasický" solární regulátor není schopný dodat vyšší proud, než je proud, který teče z panelů do regulátoru, takže pokud budete používat "klasický" solární regulátor, můžete dimenzovat kabely pro připojení akumulátorů k solárního regulátoru podle max. proudu, který "dodají" fotovoltaické panely.
K solárnímu regulátoru se kabely od akumulátoru připojují obvykle přes šroubovací svorky vestavěné v solárním regulátoru (MPPT měniči). K akumulátoru se pak zásadně kabely připojují přes speciální svorky k tomu určené. Tyto svorky znáte např. z připojení autobaterie.
Zpět na začátekVýstup "LOAD", který je určen pro připojení spotřebičů k solárnímu regulátoru, poskytuje obvykle příliš malý proud, aby z něj mohly být napájeny spotřebiče s vysokým, byť jen krátkodobým odběrem proudu. Proto se spotřebiče s vyšším odběrem proudu, než je schopný poskytnout výstup "LOAD", připojují přímo k akumulátorům a zcela běžné je také připojení měniče napětí (střídače) přímo ke svorkám akumulátoru.
Měniče napětí obsahují již připojovací kabely pro připojení k akumulátoru, nicméně tyto jsou někdy dost krátké, takže pokud budete chtít kabely nahradit delšími, použijte kabely o stejném průřezu jako originální kabely.
Zpět na začátekSpotřebiče s malým odběrem se připojují k výstupu "LOAD" (výstup pro spotřebiče) solárního regulátoru (MPPT měniče). Jaký proud vám tento výstup poskytne, to se dočtete v manuálu k solárnímu regulátoru.
Spotřebiče s vysokým odběrem proudu se pak připojují přímo k akumulátoru.
Je třeba si uvědomit, že pokud budete využívat např. měnič napětí (střídač) z 12 V ss na 230 V st. a z tohoto měniče napětí budete napájet spotřebič s odběrem řekněme 700W, pak do měniče poteče proud o velikosti asi 65 ampér! (i se ztrátami 10 % v měniči)
V souvislosti s výstupem "LOAD" – Některé spotřebiče mají velké startovací proudy. Např. asynchronní motor, který využívají čerpadla, má až 10x vyšší startovací proud oproti provoznímu, může se ale jednat i o jiné spotřebiče. Třeba ruční elektrické nářadí má v okamžiku startu i 3x vyšší spotřebu, než je uvedena na štítku.
Spotřebič, pokud má na štítku spotřebu 300 W, bude vyžadovat proud asi 25 A při 12 V (300/12 = 25). Spotřebič tedy připojíte k výstupu "LOAD" solárního regulátoru, který by měl poskytnout proud podle návodu k použití např. 40 A, nicméně po zapnutí spotřebiče se tento "nerozběhne" a solární regulátor bude hlásit přetížení výstupu "LOAD".
Stane se tak pravděpodobně právě z důvodu vysokého "startovacího proudu" spotřebiče. K této situaci může samozřejmě dojít, i pokud budete chtít spotřebič napájet z měniče napětí (střídače) a měnič bude připojen k výstupu "LOAD" solárního regulátoru.
Zpět na začátekPříkladem je solární termický systém pro celoroční ohřev teplé užitkové vody o objemu 300l v rodinných nebo bytových domech, který je vhodný pro čtyřčlennou domácnost. Montáž zařízení je nutno vždy provádět pomocí návodu a schématu zapojení. Chod zařízení je plně automatický s téměř nulovými provozními náklady. Systém obsahuje ploché kolektory s plochou 2,5m2, smaltovaný solární zásobníkový komplet s čerpadlovou jednotkou se samotížnou proticirkulační brzdou, expanzní nádobu a solární teplonosné médium.
Pro uchycení kolektorů je nutná nosná konstrukce. Montáž smí být provedena jen na dostatečně únosných střešních plochách resp. konstrukcích. Před montáží kolektorů musí vždy být bezpodmínečně statikem posouzena statická únosnost střešní plochy resp. střešní konstrukce z hlediska místních a regionálních podmínek. Přitom je třeba klást důraz zejména na kvalitu dřeva v krovu z hlediska trvanlivosti šroubových spojů pro upevňování montážních prvků kolektorů. Místní prověření celé nástavbové konstrukce kolektorů podle norem a platných tuzemských předpisů je nutné zejména v oblastech bohatých na sníh (poznámka: 1 m³ prašanu ~ 60 kg, 1 m³ mokrého sněhu ~ 200 kg) resp. v oblastech s vysokou rychlostí větru. Přitom je nutno vzít do úvahy všechny zvláštnosti staveništ (sezonní větry, sací efekt, tvorba vírů apod.), které mohou vést ke zvýšenému zatížení. Při volbě polohy staveniště je třeba dbát na to, aby nebylo překročeno maximální zatížení sněhem ani větrem. Zásadně je třeba kolektory umístit tak, aby k nim nedosahovaly případné návěje sněhu od střešních zábran proti skluzu sněhu (nebo vlivem jiných situací v důsledku umístění). Vzdálenost od střešních štítů nebo okrajů střech musí být alespoň 1m. Montáž pole kolektorů je zásahem do (stávající) střechy. Střešní krytiny jako např. tašky, šindele a břidlice, zejména vestavěné a obydlené půdní prostory resp. místa s nedodržením minimálního předepsaného sklonu vyžadují pro ochranu před vniknutím polétavého sněhu a srážkové vody tlakem větru realizaci dodatečných konstrukčních opatření, jako např. osazení krycí fólie.
Zpět na začátekZásadní je vyrovnání potenciálu budovy. Z bezpečnostních důvodů je doporučeno kolektorové pole připojit k hromosvodné síti budovy. Kovové potrubí v okruhu solárního systému je nutno připojit měděným zemnícím vodičem (barva žlutá a zelená) o průřezu minimálně 16 mm² s hlavním zemnícím vodičem pro vyrovnávání potenciálu. Uzemnění lze provést hloubkovým zemničem. Zemnicí vedení je nutno vést vně domu. Kromě toho je třeba vodičem o stejném průřezu spojit zemnič s hlavním zemnícím vodičem pro vyrovnávání potenciálu.
Zpět na začátek