Fungování solárních panelů při výpadku proudu

Fungování solárních systémů je již mnohým dobře známé, ale jejich chování během výpadků proudu je stále často nepochopenou oblastí. Není totiž jedno, zda se jedná o plánovaný výpadek proudu, neočekávanou poruchu nebo právě údržbu sítě. Ve většině případů se solární panel v takových situacích automaticky vypne, což mnoho lidí překvapí. V první části článku představíme, co se v takových situacích se solárním panelem děje a proč se střídač vypne.

V pokračování se zaměříme na to, kdy je systém schopen fungovat během výpadku proudu, jakou roli hraje hybridní střídač a jak se chová solární panel, když vyrábí energii, zatímco není napájení ze sítě. Kromě toho podrobně přezkoumáme fungování ostrovního provozu a záložních řešení, která umožňují nouzové napájení.

Co se stane se solárními panely během plánovaného výpadku proudu?

Většina solárních systémů připojených k síti se chová během plánovaného výpadku proudu stejně jako při neočekávané poruše sítě: střídač se automaticky vypne, takže solární panel v případě výpadku proudu nedodává energii do sítě a neohřívá dům. Pro mnoho uživatelů je to překvapivé, protože by se zdálo logické, že když svítí slunce, systém vyrábí energii. Ve skutečnosti však síťové předpisy – především z důvodu zabránění ostrovnímu provozu – přísně zakazují zpětné dodávání energie, dokud není síť poskytovatele stabilní. Z tohoto důvodu se i během plánovaného výpadku proudu se solárními panely odehrává stejný proces: střídač zaznamená pokles napětí, zastaví svůj provoz a zabrání systému dodávat jakoukoli energii do rozvodů.

Z pohledu uživatele to znamená, že domácí spotřebiče a spotřebiče nedostávají energii, i když solární panely na střeše právě vyrábějí energii. Systém se tedy přizpůsobuje stavu sítě. Výjimkou je pouze řešení, kdy je k dispozici speciální hybridní střídač a akumulátorové úložiště, které je schopné dodávat elektřinu do domácnosti v režimu ostrovního provozu (backup).

Proč se střídač vypíná v případě výpadku proudu?

Hlavním důvodem vypnutí střídače je ochrana proti ostrovnímu provozu založená na bezpečnostních předpisech. Podle mezinárodních a domácích norem může solární střídač fungovat, dokud detekuje stabilní napětí a frekvenci sítě poskytovatele. V případě výpadku proudu však okamžitě přeruší výrobu, aby se proud nemohl vrátit do vedení. To má dva hlavní důvody:

1. Bezpečnost montérů: při údržbě nebo opravách by odborníci poskytovatele služeb byli vystaveni nebezpečí smrti, pokud by domácí systémy dodávaly zpět energii.
   
   
2. Stabilita sítě: střídače by v případě zátěže a odchylky frekvence způsobovaly nepředvídatelný provoz.
   

V praxi se jedná o velmi rychlý automatický proces: jakmile dojde k výpadku sítě dodavatele, střídač se vypne a znovu se spustí až poté, co se napětí a frekvence vrátí do standardního rozsahu.

Rozdíly mezi on-grid a off-grid solárními systémy při výpadku proudu

Nejdůležitějším rozdílem mezi těmito dvěma systémy je to, že systémy připojené k síti, tzv. on-grid systémy, nejsou schopny samostatně fungovat v případě výpadku proudu, zatímco ostrovní (off-grid) systémy jsou od počátku navrženy tak, aby fungovaly stabilně i bez připojení k síti. Při výpadku proudu se on-grid střídač zastaví, protože nezaznamená vnější napětí, takže dům nedostává žádnou energii, ani když solární panely dostávají dostatečné množství slunečního světla. V takovém případě není možné ani zásobovat spotřebiče, ani nabíjet akumulátor.

Naopak off-grid systémy nepotřebují externí síť. Akumulátor zajišťuje stabilní napětí, takže výpadek proudu je pro systém v podstatě nepochopitelnou událostí; dům je i nadále nepřetržitě zásobován energií z vlastní vnitřní sítě. Moderní hybridní systémy představují přechod mezi těmito dvěma řešeními: v normálním provozním režimu se spoléhají na síť, ale v případě výpadku proudu se od ní automaticky odpojí a vytvoří vlastní ostrovní provoz pro napájení kritických spotřebičů.

Kdy může solární systém fungovat při výpadku proudu?

Solární systém funguje během výpadku proudu pouze tehdy, pokud je vybaven technologickými prvky, které jsou schopny zajistit stabilní střídavý proud i bez připojení k síti. Vzhledem k tomu, že invertory tradičních systémů připojených k síti se spouští pouze tehdy, když detekují napětí v síti poskytovatele, nemohou fungovat samostatně. Proto je nutné řešení, které je schopné převzít roli sítě. V praxi to obvykle zajišťuje hybridní invertor a akumulátorový zásobník energie .

V případě výpadku proudu má domácnost přístup k energii, pokud je systém schopen samostatně vytvořit umělou síťovou referenci, tj. přepne se do záložního nebo ostrovního režimu.

Úloha hybridního střídače při výpadku proudu

Hybridní střídač je klíčovým zařízením, které umožňuje, aby solární systém fungoval i v případě výpadku proudu. Hybridní střídač rozpozná výpadek sítě, automaticky odpojí systém od sítě dodavatele a vytvoří ostrovní provoz, aby mohl bezpečně pokračovat v činnosti. V takovém případě se spoléhá na baterii a aktuální výrobu solárních panelů.

Průběh provozu:

1. Detekuje poruchu sítě – okamžitě odpojí zpětné napájení.
   
   
2. Přepne do záložního režimu – dodává elektřinu do domácnosti (např. lednička, osvětlení, router, otevírání vrat).
   

Výhodou je, že i při výpadku proudu zajistí základní dodávku energie a zabrání tomu, aby dům zcela ponořila tma, a to i v případě delšího výpadku.

Co se stane, když solární panel vyrábí energii během výpadku proudu?

V případě výpadku proudu nejsou solární panely samy o sobě schopny dodávat energii, a to ani při silném slunečním svitu. Pokud je však součástí systému hybridní střídač a akumulátor s odpovídající kapacitou, může výroba pokračovat. V takovém případě se energie vyrobená solárním panelem nejprve použije k napájení spotřebičů, poté se nabije akumulátor a nakonec – pokud to podmínky dovolí – se zbývající kapacita využije k dodatečnému napájení spotřebičů. V tomto případě není možné zpětné napájení do sítě poskytovatele, protože systém pracuje v izolovaném režimu.

Jak ostrovní provoz (záložní režim) zajišťuje dodávku elektřiny v nouzové situaci?

Podstatou ostrovního provozu je, že hybridní střídač je zabudován mezi síťové napájení a vnitřní spotřebitelskou síť domu. V případě výpadku proudu odpojovací relé integrované do střídače přeruší spojení s vnější sítí dodavatele, přičemž nadále zajišťuje dodávku energie do domácnosti.

Ostrovní provoz je udržitelnější, dokud má baterie rezervu a dokud jsou solární panely schopny vyrábět energii. Pokud je zásobník energie zcela vybitý a není sluneční svit, záložní režim se ukončí a systém se zastaví, jako by v domácnosti nebyly žádné solární panely. Provoz v ostrovním režimu podléhá přísným elektrotechnickým předpisům, mimo jiné je povinné použití vhodných odpojovacích relé a ochrany proti ostrovnímu provozu, aby byl nouzový provoz za všech okolností bezpečný.

Tipy a doporučení SOLARKIT pro zajištění nepřetržitého napájení

Moderní solární systémy jsou stále vyspělejší a dnes již není nutné se smířit s tím, že během výpadku proudu bude dům ponořen do úplné tmy. Na základě zkušeností SOLARKIT existuje řada řešení, díky kterým se můžete předem připravit, aby i v případě výpadku proudu bylo zajištěno alespoň základní fungování. Prvním a nejdůležitějším krokem při navrhování systému je uvědomit si, že tradiční on-grid střídač sám o sobě během výpadku proudu nefunguje, proto je vhodné již při navrhování zvážit použití hybridního střídače.

Akumulátorové úložiště připojitelné k hybridním střídačům umožňuje, aby kritické spotřebiče – například chladnička, osvětlení, internet a dokonce i elektrická brána – pokračovaly v provozu. Je důležité si uvědomit, že záložní výkon a doba provozu jsou určeny kapacitou akumulátoru: čím větší je zásobník, tím déle zajišťuje dodávku energie během výpadku proudu. 

Pro dlouhodobou spolehlivost systému je důležité optimalizovat spotřebu energie. Podle zkušeností společnosti SOLARKIT mají hybridní systémy výhody nejen v případě výpadku proudu, ale hrají také roli v každodenní optimalizaci spotřeby energie, protože umožňují snížit odběr energie ze sítě.

Často kladené otázky

1. Funguje solární panel v případě výpadku proudu?

V zásadě ne. Tradiční střídač připojený k síti v případě výpadku proudu okamžitě odpojí systém, takže solární panely nemohou dodávat energii. Systém může během výpadku proudu fungovat pouze s hybridním střídačem a akumulátorem.

2. Proč solární panely nevyrábějí energii během výpadku proudu, když svítí slunce?

Z bezpečnostních důvodů: střídač nesmí dodávat energii zpět do sítě, dokud není napětí stabilní, protože by to ohrozilo pracovníky pracující na síti. K tomu slouží takzvaná ochrana proti ostrovnímu provozu.

3. Jak velký spotřebič je hybridní střídač schopen napájet během výpadku proudu?

To závisí na kapacitě akumulátoru a záložním výkonu střídače. Obvykle lze napájet kritická zařízení (lednička, internet, osvětlení, elektrická brána) a také zařízení s vysokým výkonem.

4. Co se stane, pokud výpadek proudu trvá déle?

Pokud se baterie vybije a není dostatek slunečního svitu pro dobíjení, systém se vypne. Záložní provoz funguje pouze do té doby, dokud je k dispozici energie.

5. Jak zajistit, aby byl v domě proud i během výpadku proudu?

Je zapotřebí hybridní střídač + akumulátorové úložiště a odpovídající elektroinstalace, protože v tomto případě se připojení střídače provádí jiným způsobem. Správné dimenzování – kapacita akumulátoru, výkon střídače – je základním předpokladem spolehlivého provozu.