Tudásbázis cikk
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.