A napelem töltésvezérlő nélkül nem létezhetnek a szigetüzemű vagy hibrid napelemes rendszerek, hiszen ez a berendezés biztosítja az akkumulátorok megfelelő töltését. Fontos azonban a megfelelő típus kiválasztása és a méretezés, különben az akkumulátorok idő előtt tönkre mehetnek, vagy a napelemek által megtermelt energia egy jelentős része elveszhet.
Ebben a bejegyzésben bemutatjuk, hogy mit érdemes tudni a töltésvezérlőről a napelem rendszer telepítése előtt.
A megújuló energiaforrás által táplált napelemes rendszerek többféle változatban épülhetnek ki:
Mindegyik típusnál a napelemes panelek állítják elő a villamos energiát. Ez egyenáram, és az akkumulátoros beruházásoknál a napelem töltésvezérlő gondoskodik a nap energiájának eljuttatásáról az akkuk irányába. Váltakozó árammá nem alakít, de van kimenete az egyenárammal működő fogyasztók kiszolgálására.
Az inverter a napelem egyenáramának átalakítását végzi váltakozó árammá, amit a háztartási készülékek is használhatnak, vagy amit a közműhálózat átvehet. Létezik olyan hibrid inverter is, ami elvégzi az áramátalakítást és gondoskodik az akkumulátor töltéséről.
A kiegészítő elemek között megtalálható még a napelemes tartószerkezet, amelynek részét képezik a sínek, a rögzítőkampók, a csavarok és a leszorítók.
A napelemek által termelt villamos energiát a szolár kábelek juttatják el az inverterhez, illetve a töltésvezérlőhöz, míg a törvényi előírásoknak megfelelően az inverterek elé a DC ágra tűzvédelmi kapcsoló beépítése is szükséges lehet. A kapcsolókat a kapcsolószekrény védi a portól, nedvességtől és a véletlen érintéstől.
Szigetüzemű vagy hibrid rendszereknél szintén elengedhetetlen az akkumulátorcsomag megléte, mely tárolja az el nem használt energiát.
A napelem töltésvezérlő a napelemes panelek és az akkumulátorok közé beépítve helyezkedik el a szigetüzemű vagy hibrid rendszerekben. Többféle funkciót lát el:
A töltésvezérlő folyamatosan figyeli az akkuk felszültségét, megnyitja az áramkört a töltéshez, majd lezárja azt, ha a feszültség elérte a maximális értéket. Kétféle típusa érhető el a piacon, a PWM és az MPPT.
Az akkumulátorok a rendszer egyik legsérülékenyebb és leggyorsabban tönkre menő részének számítanak, ezért védeni kell őket a túltöltéstől és a mélykisüléstől is.
A túltöltés során az akkukat hosszabb ideig a megengedettnél nagyobb árammal töltik, ezért a párolgás megnő, és túl sok elektrolit távozik. A hiba hatására károsodhatnak a belső elemek, ami az akkumulátor teljesítményének csökkenéséhez vagy teljes tönkre meneteléhez vezethet.
A mélykisülés során a névlegesnél nagyobb energiamennyiséget veszünk ki az akkumulátorokból, ami szintén használhatatlanná teheti ezt az energiatároló egységet. Mindkét probléma elkerüléséért a napelem töltésvezérlő a felelős, mely nem engedi sem túlzottan feltölteni, sem túlzottan lemeríteni az akkukat.
A napelem töltésvezérlők legegyszerűbb típusai mechanikus működésűek. Folyamatosan figyelik az akkumulátorok töltöttségét, majd, amikor az egy megadott érték alá zuhan, relék segítségével megindítják a töltés folyamatát. A megfelelő szint elérése után pedig lezárnak, így az akkuk nem lesznek túltöltve. Jelenleg mechanikus töltésvezérlőt már nem használnak az új beruházásoknál, hanem PWM vagy MPPT típusokat építenek be.
A Pulse With Modulation (PWM) töltésvezérlő figyeli az akkumulátorok töltöttségét, és ahogy azok egyre jobban megtelnek, fokozatosan csökkenti a betáplált villamos energia mennyiségét.
Mivel kisebb megterhelést jelent az akkumulátoroknak, ezért hosszabb ideig működnek megfelelően, és ritkábban kell cserélni őket.
Előnyei:
Hátrányai:
A Maximum Power Point Tracking (MPPT) töltésvezérlő egy még fejlettebb megoldást jelent az akkumulátorok és napelemek összekötésére, mivel az áramerősség növelésével kezelni tudja a túl nagy feszültséget. A legtöbb esetben ilyen típust használnak fel a modern fotovoltaikus rendszerek kiépítésekor.
A napelem panelek gyakran sokkal több áramot állítanak elő, mint amennyi az akkumulátorok töltéséhez szükséges. Hogy a túl nagy feszültség ne tegye tönkre az akkukat, az MPPT töltésvezérlő csökkenti a feszültséget, miközben megnő az áramerősség. Ennek hatására az akkumulátorok gyorsabban feltöltődnek, a napelemes rendszer pedig mindig az optimális hatásfokával tud működni.
Előnyei:
Hátrányai:
A napelemes panelekből a töltésvezérlőig vezető kábelekben jelentkezik valamennyi veszteség, mely csökkenthető a feszültség növelésével. Mivel az átlagos akkumulátorok egy napelemes rendszerben 12V-osak, így PWM töltésvezérlő használatakor a napelemekből is 12V-os egyenáramot tud fogadni a rendszer.
Az MPPT töltésszabályozóknál nincs ilyen megkötés, így ott a napelemek és a vezérlő között nagyobb feszültségű egyenáram folyik. Emiatt kisebb veszteség keletkezik, és emelkedik a napelemek hatásfoka.
A napelem töltésvezérlő kiválasztásához mindenképpen érdemes igénybe venni olyan szakember segítségét, akinek gyakorlati tapasztalat van a szigetüzemű- vagy hibrid rendszerek tervezése, illetve kivitelezése során.
A megfelelő töltésvezérlő kiválasztásakor többféle szempontot is mérlegelni kell.
A töltésvezérlő méretezésekor a napelemek teljesítményével és nem a munkaponti áramerősséggel kell számolni. Ennek oka, hogy a vezérlő bemenetén és kimenetén ugyanaz a teljesítmény jelentkezik, míg a feszültségszintek eltérők.
Az akkumulátorok általában 12V-os feszültséggel rendelkeznek, a napelemek viszont ennél magasabbal. Ebből adódóan a töltésvezérlő kimenetén a panelek munkapontjánál jóval nagyobb áramerősség jelenik meg, mint a panelek munkapontján. A méretezésnél tehát a teljesítmény és az akkumulátorfeszültség értékéből kell kiszámolni a várható áramerősséget.
A napelemekből érkező, illetve az akkumulátorok feszültségének összehasonlításakor dől el, hogy melyik típusú töltésvezérlő az ideális. Ha nagyobb az eltérés, akkor mindenképpen MPPT típus szükséges, hogy a túlfeszültséget túlárammá alakítsa.
A PWM töltésszabályozó erre nem képes, így csak annyi áramot tud az akkumulátorok töltésére fordítani, amekkorát az általában 12 V-os kimeneti oldal elbír. Ilyenkor hiába érkezik nagyobb feszültségen áram a napelemek irányból, az energia jelentős mennyisége kárba megy.
A PWM és MPPT töltésvezérlők eltérő hatásfokkal rendelkeznek. Egy átlagos PWM a bemenetére érkező energia 85%-át tudja továbbítani az akkumulátorok irányába, ez az értéke az MPPT töltésszabályozónál elérheti a 96%-ot is.
Az MPPT vezérlés további előnye, hogy kezelni tudja, amikor a panelek nagy száma miatt a rendszer áramerőssége nagyobb a töltésvezérlő által fogadható áramerősségtől. Ilyenkor a paneleket csoportosítják, stringbe kötik, és mindegyikre külön töltésvezérlőt kötnek. A stringek vezérlése független egymástól, és nagyon precíz optimalizálást tesz lehetővé. Szintén ilyen kötegeket alakítanak ki, ha néhány panel tájolása más, vagy hatásfoka rosszabb, és lerontaná a többi napelem teljesítményét.
A töltésvezérlők megfelelő kiválasztásával a napelemek által termelt energiából a maximális teljesítmény hozható ki, miközben az akkumulátor élettartama is megnövekszik.
Mindezzel elkerülhetők a felesleges kiadások, kevesebb év alatt térül meg a beruházás, és a rendszerek működése is megbízhatóbbá válik. Érdemes tehát megfontolni, hogy milyen napelem töltésvezérlő kerüljön beszerelésre a beruházáskor.
2020. október 14-én érkezett a hivatalos bejelentés, miszerint bővül az otthonteremtési program, mégpedig egy minden eddiginél kedvezőbb lakásfelújítási támogatás formájában. Pontos, részletes feltételeit a november 25-én megjelent 518/2020. (XI.25.) kormányrendelet tartalmazza, azonban cikkünkben mi is bemutatjuk a legfontosabb tudnivalókat.
A legfeljebb hárommillió forint összegű támogatás a lakásfelújítási költségek maximum 50%-ára fordítható, melyet az államkincstár utólagos finanszírozással, vissza nem térítendő támogatás formájában bocsát rendelkezésre jogszabályban meghatározott feltételeknek megfelelő személyeknek. A feltételek közül az egyik legfontosabb: a legalább egy gyermeket nevelő családok.
Ebben a cikkben szeretnénk bemutatni és összehasonlítani a különböző napelem típusokat, ugyanis ezek manapság egyre jobban terjednek a háztartásokban a környezetkímélő mivoltuk miatt. A napelem vásárlás előtt állóknak érdemes megismerniük, hogy melyiknek milyen a hatásfoka, és hol melyiket érdemes alkalmazni, hiszen költséges és hosszú távú befektetésről van szó.
A napelemmel történő energiatermelés napjaink egyik legjobb megoldása a megújuló energiákból fedezett áramelőállításra. A napelemes panelek és az inverter mellett a tartószerkezet is a rendszer fő részét képezi.
Ennek feladata, hogy évtizedekig biztonságosan megtartsa, és a megfelelő pozícióban rögzítse a napelemeket, így biztosítva az áramtermelés zavartalanságát. Ebben a bejegyzésben részletezzük a tartószerkezetek típusait és azok jellemzőit, illetve áttekintjük, mire kell figyelni a napelemek felszerelése előtt.
Elérhetőségek
