Sběrnice 24 V4200 W trvalý výkonMPPT 120 APV 60–500 VDC~6200 W panelůDoD 80 %dimenzované DC kabely

Průvodce GSIKE dimenzováním ostrovního systému 4 kW 24 V

Dimenzování ostrovního systému rozhoduje o tom, zda bude systém fungovat, nebo ne. V tomto průvodci vysvětlujeme, jak vypočítat panely, baterii a kabely pro měnič GSIKE 4200 W 24 V.

Začněte tím, že sepíšete spotřebiče, které chcete napájet, a jejich denní spotřebu ve Wh. To je výchozí bod celého výpočtu.

Při sestavování seznamu buďte pečliví. Nezapomeňte na spotřebiče v pohotovostním režimu: router, nabíječky, televizi v pohotovostním režimu. Zdají se zanedbatelné, ale dohromady spotřebují 50 až 100 Wh denně, a pokud je vynecháte, systém nebude stačit a baterie se vybije dříve, než se očekává.

Pak myslete na roční období. V létě je více slunce a panely mají vyšší výkon, ale používáte více spotřebičů (ventilátor, chladnička, která běží častěji). V zimě je méně slunce, ale bez klimatizace spotřebujete méně. Navrhněte systém pro průměrný den, ne pro ten nejlepší ani nejhorší.

Při umisťování panelů záleží na sklonu a orientaci. Střecha orientovaná na jih se správným sklonem zajistí maximální výkon; pokud jsou panely na zemi nebo částečně zastíněné, potřebujete větší plochu, abyste dosáhli stejné výroby.

Nezapomeňte na ochranu. Solární pole může na přímém slunci generovat vysoké napětí, proto jsou na straně DC potřeba pojistky a svodič přepětí, co nejblíže panelům a baterii.

Při výběru průřezu kabelů počítejte s rezervou do budoucna. Pokud dnes použijete kabely o průřezu 25 mm² a příští rok budete chtít přidat panely, možná budete muset trasu předělat. Proto doporučujeme zvolit průřez o stupeň větší, než je současné minimum.

A pokud žijete v oblasti s bouřkami, nainstalujte přepěťovou ochranu také na výstup AC a zkontrolujte uzemnění, které je pro bezpečnost systému zásadní.

Než se čehokoli dotkneš, připomeňme si základní veličiny. Panel s výkonem 400 W dává přibližně 40 V naprázdno a za standardních podmínek zhruba 10 A. Pokud zapojíš tři panely do série, napětí se sčítá (120 V) a proud zůstává stejný; pokud je zapojíš paralelně, proud se ztrojnásobí a napětí zůstane stejné. MPPT GSIKE pracuje v rozsahu 60 až 500 V DC, takže se do něj pohodlně vejde sériové zapojení 2 až 12 panelů s výkonem 400 W.

L Nejčastější chybou je zaměňovat napětí panelu s napětím baterie. Panely vyrábějí napětí od několika desítek do několika set voltů DC; baterie má napětí 24 V. O tento rozdíl se stará regulátor MPPT: odebírá energii z panelu při optimálním napětí a dodává ji do baterie při 28,8 V. Proto můžete zapojit vysokonapěťové panely do série, aniž byste ohrozili bateriovou sestavu.

Další častou chybou je dimenzovat baterii podle energie (Wh) a zapomenout na proud (A). GSIKE s výkonem 4200 W při napětí nižším než 24 V vyžaduje od bateriové sestavy trvalý proud přibližně 175–200 A. Pokud vaše 100Ah baterie umožňuje trvalé vybíjení pouze proudem 50 A, aktivuje ochranu a střídač se vypne. Potřebujete LiFePO4 baterii 24 V, která tento proud zvládne, nejen požadovanou kapacitu ve Wh.

Co se týče pojistek: na kladný pól baterie, co nejblíže ke svorce, umístěte pojistku DC dimenzovanou na 1,25 až 1,5násobek maximálního proudu vedení. U systému s proudem 200 A to znamená pojistku o hodnotě přibližně 250 A. Na straně panelů chrání stringová pojistka každý řetězec. Jsou to levné součástky, které zabrání požáru, pokud se kabel začne třepit.

Jistič stejnosměrného proudu a proudový chránič nesmí chybět. Výstup 230 V střídače musí být zapojen přes jistič, který při přetížení vypne, a proudový chránič, který chrání osoby. Jde o prvky, které montážník instaluje automaticky, ale pokud montuješ sám, nešetři na nich.

Zamysleme se nad vlastní spotřebou. Ekvivalentní hodiny slunečního svitu za den určují, kolik energie vaše solární pole vyrobí. V kontinentální Itálii můžete počítat se 4–5 hodinami slunečního svitu v létě a 2–3 v zimě. Solární pole s výkonem 3000 Wp při 4 hodinách slunečního svitu a celkové účinnosti 80 % vyrobí v létě přibližně 9,6 kWh denně. Toto číslo musíte porovnat se svou spotřebou.

A co se baterie týče, řiďte se pravidlem 80 %. Baterie LiFePO4 lze běžně vybíjet až na 80 % jejich využitelné kapacity, aniž by se opotřebovávaly. Baterie s kapacitou 100 Ah a napětím 25,6 V uchovává 2560 Wh; využitelných je přibližně 2048 Wh. Tolik můžete v noci spotřebovat bez výčitek. Pokud ji dimenzujete na jeden den autonomie, toto číslo zdvojnásobte nebo ztrojnásobte.

Poznámka k orientaci: na severní polokouli by panely měly směřovat na jih a být nakloněné přibližně pod úhlem odpovídajícím zeměpisné šířce místa. V Itálii je vhodný sklon mezi 30 a 45 stupni. Pokud je umístíte naplocho nebo na východ, výroba klesne a k jejímu dorovnání budete potřebovat větší plochu.

A pokud máte částečný stín od stromů nebo komínů, zastíněný panel snižuje výkon celé série. V takovém případě je lepší rozdělit sestavu na kratší série nebo zvolit optimizéry pro každý panel. U malé instalace často stačí panely přemístit tak, aby na ně v hlavních slunečních hodinách dopadalo přímé slunce.

Podívejme se na čísla u velmi typického příkladu: venkovská chata, která používá LED osvětlení (20 Wh/den), malou lednici (150 Wh/den), router (50 Wh/den), nabíječky na telefon a počítač (80 Wh/den) a tlakové čerpadlo, které běží 10 minut denně (30 Wh/den). Celkem: přibližně 330 Wh denně. Při 4 hodinách špičkového slunečního svitu vyrobí sestava o výkonu 1200 Wp přibližně 3,8 kWh denně, což bohatě stačí; baterie s kapacitou 50–60 Ah při 24 V pokryje noc.

U stejnosměrné kabeláže mezi baterií a měničem dochází při nesprávném návrhu k největším ztrátám energie. Při napětí pod 24 V je proud vysoký: 4200 W děleno 24 V je přibližně 175 A. Pokud zvolíte příliš tenký kabel, zahřívá se a dochází k poklesu napětí, takže měnič spustí alarm podpětí. Proto tabulka průřezů stoupá od 25 mm² (krátký kabel) na 50 mm² (dlouhý kabel). Na tomhle nešetřete: měď stojí málo ve srovnání s prostojem zařízení.

Kabeláž panelů naopak pracuje s vysokým napětím a nízkým proudem, takže solární kabely o průřezu 4 mm² stačí pro sériové zapojení určité délky. Průřez zde není tak kritický; důležité je použít solární kabel MC4 vhodný pro venkovní použití a nespojovat jej s běžným instalačním kabelem.

A pojistku baterie znovu zdůrazňujeme: patří na kladný pól, nejvýše 20 cm od svorky, a měla by mít jmenovitý proud 1,25–1,5násobku maximálního proudu. Pokud se kabel dotkne karoserie vozidla nebo rozvaděče, pojistka se přepálí a zabrání zkratu. Je to nejlevnější a nejdůležitější součást celé instalace.

Teď se zamysleme nad zimou. V Itálii klesá v prosinci počet hodin špičkového slunečního svitu na 2–3. Sestava, která v létě vyrobí 10 kWh denně, jich v zimě vyrobí 4–5. Proto dimenzujte sestavu podle nejhoršího čtvrtletí, ne nejlepšího. Pokud ji dimenzujete na červenec, v únoru vám nebude stačit; pokud ji dimenzujete na listopad, v létě bude přebývat výroba, kterou můžete využít k většímu nabíjení.

A autonomie: kolik nocí chcete vydržet bez slunce? Pokud počítáte s jednou nocí, stačí baterie s kapacitou 100 Ah; pokud s třemi po sobě jdoucími zamračenými dny, potřebujete 200–300 Ah. Na víkendové chatě často stačí jedna noc; při trvalém bydlení vynásobte denní spotřebu třemi, abyste měli jistotu.

Na závěr rada od instalatéra: začněte nákresem. Nakreslete, kam umístíte panely, střídač a baterii a kudy povedou kabely. Díky nákresu nebudete muset později tahat kabely tam, kam jste nechtěli, ani zjistit, že vzdálenost mezi baterií a střídačem je 6 m místo plánovaných 2 m. Dvakrát měř, jednou řež.

Podívejme se na druhý příklad, tentokrát pro zahradnickou dílnu s poněkud vyšší spotřebou. Předpokládejme, že dílna používá zářivku (40 Wh), malou páječku, která běží 20 minut denně (200 Wh), kompresor, který se občas spouští (150 Wh), a nabíječky nářadí (100 Wh). Celkem přibližně 490 Wh denně. Zde doporučujeme pole o výkonu 2000–2500 Wp (5–6 panelů po 400 W) a baterii s kapacitou 60–80 Ah při napětí 24 V. GSIKE bez problémů napájí oba výstupy AC.

Častou chybou je dimenzovat baterii podle špičkového výkonu místo podle energie. Špičkový výkon dodává při spuštění střídač a bateriová sestava; energie určuje, jak dlouho vám vydrží přes noc. Potřebujete obojí: sestavu, která zvládne proud 175 A, a navíc dostatek Ah pro požadovanou dobu provozu. Baterie s kapacitou 100 Ah, která umožňuje vybíjecí proud jen 50 A, se pro střídač o výkonu 4200 W nehodí.

Další často opomíjený detail je úbytek napětí v kabeláži panelů. I při vysokém napětí dochází v dlouhém a tenkém kabelu k mírné ztrátě napětí. U dlouhých řetězců použijte solární kabel o průřezu 4 mm² a nepřekračujte 15–20 m na řetězec, pokud k tomu nemáte důvod zvolit větší průřez. Pokud je systém velmi rozsáhlý, úbytek změřte a podle toho upravte průřez.

A stejnosměrný vypínač. Mezi panely a střídačem je vhodné mít DC odpojovač, který vám umožní odpojit pole, aniž byste museli lézt na střechu a zakrývat panely. Je to levná součástka, díky které je údržba mnohem bezpečnější. Ochranu na straně AC doplňuje jistič a proudový chránič.

Na závěr otázka, která se opakuje nejčastěji: co když překročím výkon panelů? GSIKE přijímá až přibližně 6200 W. Pokud nainstalujete 7000 W, MPPT jednoduše nebude schopen zachytit víc, než dovoluje jeho limit; nerozbije se, ale platíte za panely, jejichž výkon nevyužijete. Proto doporučujeme zůstat pod limitem, nepřekračovat ho.

Ještě jeden praktický výpočet. Předpokládejme, že systém dimenzujeme na spotřebu 500 Wh denně. Při 4 hodinách špičkového slunečního svitu a účinnosti 80 % potřebujete pole o výkonu 500 / (4 × 0,8) ≈ 156 Wp... Zdá se to málo, ale nezapomeňte, že tento výpočet platí pro slunečný den. Pokud dimenzujete systém na zimu, kdy jsou k dispozici 2,5 hodiny špičkového slunečního svitu, stejná spotřeba vyžaduje 500 / (2,5 × 0,8) ≈ 250 Wp. A pokud chcete mít rezervu, výkon zdvojnásobte. Proto i malá chatka nakonec používá 1500–2000 Wp, ne 300 Wp.

Ještě jedna rada ohledně baterie: nekupujte kapacitu podle toho, kolik si myslíte, že spotřebujete, ale podle toho, co naměříte. Pokud můžete, nejprve nainstalujte systém a používejte GSIKE v režimu bez baterie, dva týdny sledujte údaje v aplikaci a podle skutečných hodnot baterii objednejte. Je to mnohem lepší než objednávat naslepo a pak zjistit, že jí máte málo nebo příliš mnoho.

A pokud si někdy nebudete jistí výpočty, požádejte o kontrolu. Kvalifikovaný instalatér si za kontrolu vašeho návrhu a průřezů kabelů účtuje jen málo. Tato hodina kontroly vám může ušetřit chybu v dimenzování, která by mohla stát stovky eur. L elektřina při 24 V a 500 V DC neodpouští výpočty od oka.

Na závěr průvodce doporučujeme následující pořadí nákupu. Za prvé, měnič GSIKE 4200 W. Za druhé, 3–6 panelů po 400 W podle vaší denní spotřeby. Za třetí, baterii LiFePO4 24 V s komunikačním rozhraním, ve velikosti, kterou jste si určili měřením. Za čtvrté, pojistky, odpojovače a kabely. V tomto pořadí nekoupíte ani příliš mnoho, ani příliš málo, a pokud během procesu změníte názor, budete mít prostor vše upravit.

A pamatujte, že tento průvodce je výchozím bodem, nikoli pevně daným receptem. Každá střecha, každá spotřeba i každý rozpočet jsou jiné. Pokud vám výpočty vyjdou na mezihodnotu, zaokrouhlete počet panelů a kapacitu baterie nahoru: je lepší mít trochu navíc než příliš málo. Se zařízením GSIKE uprostřed vám limit 6200 W panelů dává velký prostor pro rozšíření, aniž byste museli měnit měnič.

Až budete mít čísla, úplný technický list GSIKE 4200 W vám poslouží jako reference pro ověření, že vypočítaná baterie 24 V a pole panelů splňují limity zařízení. A pokud se při instalaci objeví nějaký dotaz, náš tým podpory v češtině vám pomůže.

Dimenzování instalace nakonec není nic jiného než provedení tří výpočtů: denní spotřeby, počtu hodin špičkového slunečního svitu a účinnosti celé sestavy. S těmito třemi údaji a tabulkou v tomto článku máte vše potřebné k objednání GSIKE 4200 W a odpovídajících komponentů, aniž byste toho koupili příliš mnoho nebo naopak málo.