Solární měnič a jak si ho vybrat
Fotovoltaický měnič představuje srdce celé solární elektrárny a je nepostradatelným prvkem každého systému. Jedná se o zařízení, které přeměňuje stejnosměrný proud (DC) na střídavý proud (AC). Právě díky němu tedy můžete své domácí zařízení zásobovat energií přímo ze slunce a napájet všechny domácí spotřebiče. Plní ovšem také řadu bezpečnostních a kontrolních funkcí a právě na něm záleží, kolik ve skutečnosti provozem solární elektrárny ušetříte.
Zařízení na přeměnu proudu
Základní funkcí měniče je přeměňovat proud stejnosměrný na střídavý. Bez tohoto procesu by nebylo možné využít energii, kterou fotovoltaika vyrobí. Za zmínku stojí ovšem i jeho další důležité funkce – zařízení totiž hlídá provozní parametry, tedy frekvenci a napětí. Zároveň funguje jako jakýsi kontrolor celého systému. Pokud totiž dojde k překročení normy, zařízení se odpojí od sítě.
Slova experta: Zařízení, kterému se v praxi říká fotovoltaický měnič nebo solární měnič, by tak žádný akademický specialista na fotovoltaiku nikdy nenazval. Označil by ho jako frekvenční měnič nebo střídač. Pro účely našeho textu používáme termíny fotovoltaický či solární měnič a střídač synonymně.
Nejdůležitější funkce střídače
Srdce fotovoltaického systému zajišťuje celou řadu nezbytných funkcí:
- Umožnuje využívat vyrobený proud – přeměňuje stejnosměrný proud na střídavý, abyste ho dokázali v domácnosti využít.
- Optimalizuje výkon systému – monitoruje hodnoty proudu a napětí solárních panelů, aby vždy vydaly nejvyšší možný výkon.
- Zaručuje bezpečnost – díky chlazení brání přehřátí systému, kontroluje frekvenci elektrické sítě a v případě potřeby snižuje výkon. Dojde-li k výpadku, může střídač odpojit systém od distribuční sítě.
- Zvyšuje vlastní spotřebu – proud vyrobený solární elektrárnou je vždy levnější než proud ze sítě, chytrý střídač zajistí, že využijete doma vyrobený proud co nejvíce. Právě proto byste si měli dát pozor na to, zda si pořizujete asymetrický či symetrický střídač.
- Funguje jako záložní zdroj – střídač s funkcí záložního napájení může při výpadku sítě vyrábět proud z fotovoltaického systému a v kombinaci s akumulátorem.
za pouhých 5 minut týdně?
Dostávejte od evolty.cz tipy a nabídky na e-mail, které ušetří.
Typy fotovoltaických střídačů
V současné době existuje na trhu poměrně široká nabídka střídačů. Ačkoli vám vaše realizační firma určitě některé zařízení doporučí, určitě se vyplatí znát hlavní rozdíly mezi nimi a případně se s firmou domluvit na výhodnějším typu střídače. Střídače můžeme rozlišovat podle několika kritérií:
Rozdělení podle typu instalace
- on-grid měniče – přebytek energie vyrobené fotovoltaikou posílají do distribuční sítě
- off-grid měniče – nejsou přizpůsobeny síti, a tak přebytečnou energii skladují v bateriích
- hybridní měniče – kombinují výhody obou systémů a díky tomu dokáží energii jak ukládat, tak vyslat do distribuční sítě. Hybridní měnič tedy narozdíl od off-grid měniče přepíná mezi akumulátory a sítí a je schopen plynule v reálném čase regulovat množství energie odebírané ze sítě nebo z akumulátorů, což je jeho nejpodstatnější a nejvyužívanější funkcionalita.
Rozdělení podle počtu fází
- jednofázové měniče – využívají se pouze pro zařízení s výkonem do 3 kW
- třífázové střídače – vhodné pro větší fotovoltaické systémy. U třífázových střídačů se dále zaměříme především na asymetrické a symetrické typy, které zásadně rozhodují o tom, jaké finanční prostředky vám fotovoltaická elektrárna ušetří.
Rozdělení podle typu instalace
- centrální měnič – je instalovaný v samostatné místnosti a používá se v tradičních fotovoltaických systémech
- mikrovlnný měnič – montuje se přímo pod fotovoltaické panely a používá se pro opravdu malé instalace, tzv. mikroinstalace
Specifické typy měničů
Step-up měnič
Step-up měniče neboli boost konvertory dokáží zvýšit nižší stejnosměrné napětí na vámi požadovanou hodnotu. Takový měnič obsahuje dva okruhy – jeden s induktorem a mosfetem, druhý s kondenzátorem a zátěží. Oba odděluje dioda. Step-up měniče se obvykle využívají v elektronice napájené bateriemi, v základních deskách počítačů a dalších zařízeních, kde je třeba zvýšit vstupní napětí.
Step-down měnič
Step-down měnič se nejčastěji označuje jako měnič DC/DC a obvykle se jedná o jakýkoli obvod, který mění – tedy zvyšuje nebo snižuje – velikost vstupního napětí. Mezi nejčastější typy těchto měničů patří LM317 a L7805. Step-down měniče dokáží vstupní napětí pouze snižovat. Obecně platí za levné a jednoduché na použití, což se ovšem váže s jejich malou účinností.
Pulzní měnič
Pulzní měnič se používá pro změnu velikosti stejnosměrného napětí nebo pro řízení výkonu stejnosměrných zařízení. Někdy řídí také otáčky stejnosměrných motorů.
Jak si vybrat fotovoltaický měnič?
Nejvhodnější měnič by se měl přizpůsobit možnostem vaší fotovoltaické instalace. Proto je třeba správně spočítat či odhadnout spotřebu energie a fotovoltaický výkon. Důležité je totiž zachovat poměry mezi výkonem fotovoltaického systému a výkonem střídače. Pokud by byl totiž výkon panelů větší než nejvyšší možný výkon měniče, snadno přijdete o vyrobenou energii. Obecně se tedy doporučuje, aby byl výkon panelu 80 až 125 % výkonu měniče. Kromě vhodného poměru výkonu určitě hleďte na výběr zařízení od prověřeného výrobce. Střídač by měl mít záruku nejvyšší kvality a fungovat velmi spolehlivě, protože – jak jsme už zmínili – pracuje také ve funkci kontrolora celého systému.
Opomíjeným parametrem při výběru je samotná spotřeba měniče v době chodu a v tzv. stand-by režimu. I o tato čísla byste se měli zajímat. Zároveň si zjistěte délku záruky frekvenčního střídače a možnost jejího prodloužení.
Srdce fotovoltaické elektrárny musí být co nejkvalitnější
Při výběru fotovoltaické elektrárny se zákazníci zaměřují především na výběr solárních panelů a jejich výkon. Samozřejmě, že typ, kvalita a správné umístění panelů jsou pro fungování fotovoltaické elektrárny klíčové, nicméně nejdůležitějším a nejcitlivějším místem celého systému je právě střídač. Kromě přeměňování stejnosměrného napětí monitoruje síť, kontroluje provozní údaje a chrání celý systém. Proto bývá zcela oprávněně nazýván srdcem celé fotovoltaické elektrárny. Pokud výběr střídače podceníte nebo si vyberete nevhodné zařízení, může se stát, že vám fotovoltaika neušetří tolik peněz, kolik by teoreticky mohla.
Za kolik pořídím střídač?
Cena celé fotovoltaické elektrárny se pohybuje od 250 000 do 700 000 Kč podle velikosti a náročnosti zákazníka. Finanční náročnost střídačů v roce 2022 činila 60 až 80 000 Kč. Jedná se tedy o pětinu až desetinu ceny celkové elektrárny. Do výše cen elektrárny nejčastěji zasahují právě akumulátory – pokud se rozhodnete, že budete energii ukládat do více baterií, vyjde vás elektrárna dráž. Od celkové částky solární elektrárny je třeba odečíst také dotaci Nová zelená úsporách, která může činit až 275 000 Kč.
Zajímají vás bližší ceny jednotlivých součástí FVE? Čtěte náš článek na téma cena fotovoltaiky.
Proč vám střídač dokáže ušetřit více peněz?
Spotřebovaná elektřina se neměří jako celek, ale počítá se po jednotlivých fázích. A řeší se tedy právě, kolik elektřiny se během jednotlivých fází spotřebovalo. Majitelé bytů s jednofázovými rozvody tento způsob výpočtu příliš neovlivňuje a nehrozí při něm žádné pochybení. Jednofázové elektrárny zároveň neznají pojmy asymetrie a symetrie, se kterými se seznámíme vzápětí.
Asymetrické a symetrické střídače
U třífázových rozvodů je situace ovšem jiná. Na trhu jsou dva typy solárních střídačů – symetrické a asymetrické. Symetrický měnič rozděluje energii rovnoměrně mezi všechny tři fáze. Asymetrický měnič pracuje podle potřeby. Pokud je vaše spotřeba na všech fázích přibližně stejná, můžete si vybrat první variantu. Ovšem nejedná se o příliš častý případ, takže budete pravděpodobně patřit do větší skupiny domácností, u kterých se spotřeba na jednotlivých fázích liší.
Při nevhodně zvoleném střídači se proto může stát, že se také proud nevhodně rozděluje do jednotlivých fází. Proto považujeme za zásadní, jak váš střídač zvládá tzv. asymetrii. Pokud je střídač asymetrický, dokáže posílat energii na jednotlivé fáze podle toho, jak jsou zrovna zatíženy, a to až do jedné třetiny svého výkonu. Střídač s výkonem 9 kW tedy dokáže regulovat a posílat na každé fázi až 3 kWh.
Symetrické a asymetrické měniče v praxi
95 % českých domácností je k distribuční soustavě připojena pomocí třífázového vedení. Tyto fáze procházejí přes elektroměr distributora, který v tomto místě energii a její spotřebu měří. Fáze dále pokračují do domu, kde jsou ke každé z nich umístěny elektrické spotřebiče. Zatímco v zahraničí se obvykle měří součtem salda, v České republice probíhá měření po jednotlivých fází. Pojďme se na to podívat prakticky:
Pokud distributor zjistí, že za určité období odeberete
na fázi 1 – 150 kWh
na fázi 2 – 200 kWh
na fázi 3 – 100 KWh
vyhodnotí data a sečte 150 + 200 + 100 na 450 kWh, které vám předloží k fakturaci.
Co se ovšem stane, když připojíte fotovoltaickou elektrárnu?
Elektrárna se symetrickým střídačem funguje tak, že vezme aktuální výrobu fotovoltaického pole a rovnoměrně ji rozdělí do všech fází. Většina instalací se připojuje tak, aby byla dodávka solárních přebytků do distribuční sítě, jelikož síťové třífázové měniče bez přetoků nelze provozovat. Dalším důležitým prvkem pro vaši FVE mohou být optimizéry, které zvýší výnosnost fotovoltaiky.
Máte-li elektrárnu o výkonu například 6 kWp a svítí slunce, vyrobí vám 6 000 wattů. K ní zřejmě používáte třífázový síťový symetrický měnič o výkonu 6 kW. Ten rovnoměrně rozdělí výkon na všechny tři fáze (tedy po 2 000 wattech na jednu). Váš dům právě spotřebovává 6 000 wattů, ovšem jejich rozdělení je nerovnoměrné – například na první fázi běží spotřebiče s celkovým příkonem 2 500 wattů, na druhé též 2 500 wattů a na třetí 1 000 wattů. Na první pohled vypadá situace snově! Celý dům spotřebuje 6 000 wattů, solární elektrárna vyrábí 6 000 wattů, nemusíme tedy nic platit. Jenže ouha!
Opravdu v takovém případě ušetříte?
Symetrický měnič dokáže dodat do jedné fáze maximálně 2 000 wattů. Veškerý další požadovaný příkon nad tuto hodnotu musíte vždy odebrat z veřejné distribuční sítě. Na první fázi si tedy v našem případě musíte dokoupit 500 wattů, na druhé též 500 wattů a do třetí se vejdete do spotřeby ze solární elektrárny. 1 000 wattů si tedy musíte koupit, ale zároveň „svých“ vyrobených 1 000 wattů posíláte do sítě distributora. Ještě před pěti lety by se vám vyplatilo elektřinu do distribuční sítě prodávat, dnes je však situace výrazně jiná a už je to bohužel nevýhodné.
Díky asymetrickému střídači opravdu ušetříte
Právě proto vám skutečný specialista doporučí pořídit si asymetrický měnič, který umí dodávat energii individuálně do každé fáze podle aktuální spotřeby. U většiny fotovoltaických elektráren už realizační firmy skutečně asymetrické měniče nabízejí. Ceny asymetrických a symetrických měničů se navíc příliš neliší. Asymetrický měnič tudíž nabízí nejlepší návratnost investice (tedy nejlepší poměr ceny a výkonu). Na oba typy měničů lze získat dotace z programu Nová zelená úsporám.
Velikost střídače a jeho montáž
Střídač se obvykle montuje v technické místnosti, ve sklepě nebo v garáži. Nezabere příliš místa, je velký přibližně jako běžná lékárnička.
Střídač jako záložní zdroj při výpadku
Většina běžně dostupných střídačů, se kterými pracují realizační firmy, nenabízí možnost záložního napájení při výpadku proudu. I během výpadku může svítit slunce a solární panely díky tomu snadno dodají energii do celé domácnosti. I když většina střídačů nenabízí možnost záložního napájení, pokud si chcete dopřát opravdovou nezávislost, vyberte si střídač právě s touto funkcí. Možná budete dokonce první zákazník realizační firmy, který má o něco takového zájem. Pro případ výpadku dodávek proudu z distribuční sítě je vhodné využít bateriové úložiště.
Sledujte pozorně čísla z chytré aplikace
Téměř každý fotovoltaický systém můžete monitorovat prostřednictvím tzv. „chytré aplikace“. Ta slouží především pro zjištění stavu fotovoltaické elektrárny a v některých případech také umožňuje nastavovat si různé pracovní chody. Uživatelské aplikace dnes nabízejí také prakticky všechny fotovoltaické střídače. Právě díky ní snadno zjistíte, jak váš střídač funguje a v případě výměny budete přesně vědět, zda chcete znovu opět tento kousek nebo se raději poohlédnete po jiném zařízení.
Na fotovoltaickém střídači nešetřete
Při výběru fotovoltaického střídače byste rozhodně neměli šetřit každou korunu. Vyšší cenu totiž dokáže kvalitní střídač velmi rychle vykompenzovat svou lepší účinností a z dlouhodobého hlediska vám tedy ušetřit více peněz.
Často kladené otázky
Střídač je zařízení, které se stará o přeměnu elektrické energie ze stejnosměrného proudu (DC) na střídavý proud (AC). Solární střídač je často označován jako srdce solární elektrárny. Bez něj by nebylo možné využívat elektřinu pro potřeby domácnosti (např. Nabíjení různých zařízení).
MPPT je technologie, kterou mohou být vybaveny solární střídače. Díky této technologii je možné maximalizovat výnos ze solární energie, díky optimalizování rovnováhy mezi napětím a proudem ze solárního panelu.
Tip na další článek: Fotovoltaický ohřev vody >>
