Hogyan dolgozik együtt a napelem, az MPPT, az akkumulátor és az inverter?

Röviden

A négy fő elem ugyanannak az energiafolyamatnak más-más részét végzi:

• a napelem termel;
• az MPPT optimalizálja és szabályozza az energiaátadást;
• az akkumulátor tárol;
• az inverter 230 voltos áramot készít a fogyasztóknak.

A rendszer csak akkor működik jól, ha ezek feszültségben, áramterhelésben és vezérlésben összeillenek.

A napelem feladata

A panelek a napfényből DC energiát termelnek. A feszültség és áram a fényviszonyokkal és hőmérséklettel változik.

A panelmezőnek bele kell férnie:

• az MPPT működési feszültségtartományába;
• a maximális PV feszültségbe;
• a bemeneti áramkorlátba;
• a megengedett teljesítménybe.

Az MPPT feladata

Az MPPT folyamatosan keresi a panelmező legkedvezőbb működési pontját.

Közben:

• a magasabb paneloldali feszültséget az akkumulátorhoz megfelelő szintre alakíthatja;
• szabályozza a töltőáramot;
• követi a töltési fázisokat;
• védi magát a feszültség- és áramkorlátok túllépésétől.

Az MPPT nem tudja kijavítani a rosszul kialakított stringet. Ha a hidegben várható feszültség túllépi a maximumot, az eszköz károsodhat. Ha a feszültség túl alacsony, nem indul el megfelelően.

Az akkumulátor feladata

Az akkumulátor stabil DC energiaforrásként és tárolóként működik.

Felveszi az energiát, amikor a termelés meghaladja a fogyasztást, és leadja, amikor a fogyasztás nagyobb a termelésnél.

Meg kell felelnie:

• a rendszerfeszültségnek;
• a szükséges kapacitásnak;
• az inverter áramigényének;
• a megengedett töltőáramnak;
• a hőmérsékleti feltételeknek.

Az inverter feladata

Az inverter az akkumulátor vagy a DC busz energiájából váltakozó áramot készít.

A fogyasztók szempontjából az inverter határozza meg:

• a folyamatos teljesítményt;
• a rövid idejű csúcsteljesítményt;
• a hullámformát;
• a feszültséget és frekvenciát;
• a túlterhelés viselkedését.

Négy működési helyzet

Erős napsütés, kis fogyasztás

A panelek ellátják a fogyasztókat, a többlet tölti az akkumulátort.

Erős napsütés, nagy fogyasztás

A napelem közvetlenül hozzájárul a fogyasztáshoz. Ha kevés, az akkumulátor vagy hálózat kipótolja.

Este

A napelem nem termel. Az inverter az akkumulátorból működteti a fogyasztókat.

Teljesen feltöltött akkumulátor, kis fogyasztás

A rendszer visszaszabályozza a panelmezőt, vagy hálózati rendszernél a többletet más módon kezeli. A napelem nem „erőlteti bele” korlátlanul az energiát az akkumulátorba.

Kommunikáció a BMS-sel

Gyári lítiumakkumulátornál az inverter és a BMS gyakran CAN vagy RS485 kapcsolaton kommunikál.

A BMS közölheti:

• töltöttséget;
• megengedett töltőáramot;
• megengedett kisütőáramot;
• hőmérsékletet;
• hibát vagy tiltást.

Ha a kommunikáció nem kompatibilis, a rendszer hibát jelezhet, vagy csak kézi feszültségbeállításokkal működhet.

Egyszerű számpélda

Egy 48 V névleges akkumulátoros inverter 3 000 W terhelést lát el.

Veszteségek nélkül az akkumulátoráram:

3 000 W ÷ 48 V = 62,5 A

A valós áram ennél nagyobb lehet. Az akkumulátornak, BMS-nek, kábelnek, biztosítéknak és csatlakozónak egyaránt kezelnie kell ezt a terhelést.

Gyakori összeillesztési hibák

• túl magas stringfeszültség;
• túl alacsony MPPT-feszültség;
• túl nagy PV-bemeneti áram;
• túl kicsi BMS;
• túl vékony akkumulátorkábel;
• nem támogatott akkumulátorfeszültség;
• inkompatibilis kommunikáció;
• rossz töltési paraméterek.

Összefoglalva

A rendszer elemei nem különálló dobozok. Egyetlen energiafolyamatot alkotnak. Az egyik elem korlátja a teljes rendszert korlátozhatja.

Ezért mindig együtt kell ellenőrizni a panel, MPPT, akkumulátor, BMS, inverter, kábelezés és védelem adatait.