V minulých číslech jsme popsali principy základních typů malých fotovoltaických elektráren (FVE) s mikrostřídači a s výkonovými optimizéry s instalovaným výkonem do 10 kWp v jedno- až třífázovém provedení. Tyto FVE tvoří tzv. mikrozdroje. V tomto čísle se věnujeme typu mikrozdroje FVE, který využívá FV panely sériově propojené do tzv. stringů.
Zkrácená verze článku. Celý článek vyšel v časopise Energie 21 č. 5/2015.
Provozovatel mikrozdroje FVE s použitím sériově propojených FV panelů do řetězců, tzv. stringů (STR), spotřebovává veškerou vyrobenou elektřinu jen pro sebe, nedodává ji do distribuční sítě a nikomu ji dále neprodává. Na FVE tohoto typu tak není poskytována žádná dotační podpora, ať již investiční nebo provozní.
Princip mikrozdroje
Mikrozdroj typu FVE STR využívá pro přeměnu DC/AC napětí decentrální střídače v jednofázovém nebo třífázovém provedení. Přetoky elektrické energie do distribuční sítě jsou, zejména v jednofázovém provedení, velmi malé až nulové. Proto není nezbytně nutné řešit otázku jejich likvidace. To nebude zpravidla platit pro mikrozdroje FVE STR s větším počtem FV panelů ve třífázovém provedení, kdy výroba elektřiny převyšuje její spotřebu. O možnostech využití přebytků elektrické energie pojednáme v příštím pokračování seriálu o malých mikrozdrojích FVE.
Princip mikrozdroje FVE STR se principiálně neliší od velkých FVE instalovaných ve volném terénu. Jedná se pouze o miniaturizaci takové FVE. Panely musí být stejného typu – tedy monokrystalické, polykrystalické a také amorfní. Jejich teoretický výkon musí být menší nebo rovný výkonu střídače. Dále FV panely musí mít stejný instalovaný výkon Pp. Vybíráme je vždy podle tzv. „flash testů výrobce“. Vždy platí, že FV panel s nejnižším instalovaným výkonem limituje výkon celého stringu FVE (generuje nejnižší fotoproud a při sériovém zapojení s ostatními FV panely i jimi protéká tento fotoproud).
Zapojení do stringů
Příklad zapojení FVE STR s použitím jednofázového stringu FV panelů o výkonu Pp= 3,5 kWp (14 ks typických FV panelů) je na obrázku. Z obrázku je zřejmé, že výstupní DC napětí pro uvedený počet FV panelů je asi 432 V a výstupní DC proud stringu je asi 8 A. Výstupní výkon stringu je potom 3,5 kW. Výstup tohoto stringu je připojen přímo na vstup jednofázového střídače. Pro třífázové zapojení FVE se STR jsou tyto shodné stringy tři a jsou připojeny přímo na vstupy třífázového střídače (viz obrázek).
Řízení MPP je zpravidla vždy na úrovni stringu FV panelu – optimalizuje se tím pouze pracovní bod celého stringu. Výstupní DC napětí stringu je proměnlivé, závisí na počtu FV panelů ve stringu, na podmínkách jejich nasvícení a na vlastnostech FV panelů. Proto platí, že vybíráme FV panely stejného typu, stejného výkonu (podle tzv. výrobních FLASH testů) a tyto FV panely umístíme vždy na stejná místa střechy. Vždy platí, že nejhorší výkon FV panelu ve stringu určuje výkon celého stringu.
Monitoring je na úrovni jednotlivých FV stringů - detekce poruch je možná jen na úrovni stringu. Na výstupu stringu je vždy nebezpečné DC napětí i při vypnutí FVE.
(Dokončení seriálu v příštím čísle.)
Ing. Milan Tomeš, CSc., TETOM
Obrázky:
Provozovatel FVE s použitím stringů využívá veškerou vyrobenou elektřinu jen pro vlastní spotřebu (bez dotační podpory). Foto archiv/Energie 21
FVE se stringy v jednofázovém provedení
FVE se stringy ve dvoufázovém provedení
Příklad provedení střídače – střídač SMA Sunny Boy 2.5
