Mit jelent a rendszerfeszültség?

Röviden

A rendszerfeszültség azt a névleges DC feszültségszintet jelenti, amelyen az akkumulátor, az inverter és gyakran az MPPT együtt működik. Kis akkumulátoros rendszereknél leggyakrabban 12, 24 vagy 48 voltos rendszerről beszélünk.

A rendszerfeszültség nem azonos a napelemstring feszültségével és nem azonos a 230 voltos AC kimenettel.

Három külön feszültség egy rendszerben

Egy napelemes rendszerben egyszerre több feszültségszint is jelen lehet.

Napelemoldali feszültség

A panelek sorba kötve akár több száz voltos DC stringet alkothatnak.

Akkumulátor- vagy DC buszfeszültség

Ez lehet névlegesen 12, 24 vagy 48 V.

AC kimeneti feszültség

Az inverter a fogyasztók számára jellemzően 230 V AC-t állít elő, háromfázisú rendszerben 400 V fázisok közötti feszültséggel.

Mit jelent a „12 voltos akkumulátor”?

A 12 V névleges érték, nem állandó pontos feszültség.

Például:

• egy ólomsavas akkumulátor feszültsége töltöttségtől és terheléstől függően változik;
• egy 4 cellás LiFePO4 pakk névleges feszültsége körülbelül 12,8 V;
• töltés közben ennél magasabb feszültség mérhető.

Ugyanez igaz a 24 és 48 V-os rendszerekre is.

Miért számít a rendszerfeszültség?

Azonos teljesítményhez magasabb feszültségen kisebb áram tartozik.

I = P ÷ U

Példa 2 400 W terheléssel, a veszteségeket most figyelmen kívül hagyva:

• 12 V: 200 A;
• 24 V: 100 A;
• 48 V: 50 A.

A kisebb áram:

• csökkentheti a kábeligényt;
• csökkentheti a feszültségesést;
• könnyebbé teheti a biztosítás és kapcsolás kialakítását;
• mérsékelheti a csatlakozások melegedését.

Mely alkatrészeknek kell egyezniük?

A rendszerfeszültséghez kell illeszkednie:

• az akkumulátor névleges feszültségének;
• az inverter DC bemenetének;
• az MPPT akkumulátoroldali kimenetének;
• a BMS cellaszámának;
• a DC fogyasztóknak vagy DC–DC átalakítóknak;
• egyes reléknek, töltőknek és mérőknek.

Egy 24 V-os inverter nem használható közvetlenül 12 V-os akkumulátorról, és egy 16S LiFePO4 BMS nem való 4S pakkhoz.

A napelemfeszültségnek egyeznie kell az akkumulátorral?

Nem közvetlenül. Az MPPT a magasabb paneloldali feszültséget az akkumulátor töltéséhez megfelelő szintre alakítja.

A panelstringet az MPPT:

• maximális PV-feszültségéhez;
• működési tartományához;
• bemeneti áramához

kell illeszteni.

Miért nem mindig a legmagasabb feszültség a legjobb?

A magasabb rendszerfeszültség előnyös lehet nagy teljesítménynél, de:

• drágább vagy más típusú komponenseket igényelhet;
• több sorba kötött cella kell;
• nőhet a DC érintési és ívkockázat;
• egyetlen kisebb 12 V-os fogyasztóhoz DC–DC átalakító kellhet;
• a rendszer javítása és bővítése több tervezést igényel.

A cél a feladathoz megfelelő, nem a lehető legmagasabb feszültség.

Egyszerű iránymutatás

• 12 V: kis, hordozható vagy alacsony teljesítményű rendszer;
• 24 V: közepes teljesítmény, hosszabb üzem, kisebb áramigény;
• 48 V: nagyobb inverter, nagyobb energiaforgalom, házi vagy műhely jellegű rendszer.

Ezek nem merev teljesítményhatárok. A konkrét döntést a készülékek és az áramok alapján kell meghozni.

Gyakori hiba

A rendszerfeszültséget csak az akkumulátor alapján választják ki, miközben a kívánt inverter 12 V-on több száz amperes áramot kérne. Vagy éppen 48 V-ot választanak egy apró rendszerhez, ahol minden fogyasztó 12 V-os, és feleslegesen sok átalakító kell.

Összefoglalva

A rendszerfeszültség a DC rendszer közös alapja. Meghatározza az áramokat, a kompatibilis alkatrészeket, a kábelezést és a későbbi bővítés lehetőségét.