Připojení solárního střídače krok za krokem

Připojení solárního střídače je jedním z nejdůležitějších kroků při instalaci solárního systému, protože tento přístroj přeměňuje stejnosměrný proud vyrobený solárními panely na střídavý proud, který mohou bez problémů využívat domácí spotřebiče. Správné připojení určuje nejen účinnost, ale i bezpečnost, proto je nezbytné seznámit se s nezbytnými přípravami, nástroji a ochrannými prvky. V tomto článku podrobně popisujeme, jaká je přesně role střídače v solárním systému, na co je třeba dbát při přípravách, jak vybrat správný typ a velikost střídače, a poté krok za krokem představujeme zapojení na straně DC a AC, uzemnění, komunikační kabely a integraci monitorovacího systému. Kromě toho se zaměříme na nejčastější chyby při zapojování, testování, údržbu a také na to, kdy je nutné přizvat odborníka, aby bylo zajištěno bezpečné a spolehlivé uvedení do provozu.

Co je solární střídač a proč je důležité jej správně zapojit?

Co znamená střídač u solárního panelu?

Střídač je jedním z nejdůležitějších prvků solárního systému. Toto zařízení přeměňuje stejnosměrný proud (DC) vyrobený solárními panely na střídavý proud (AC), který vyžadují domácí spotřebiče nebo veřejná rozvodná síť.

Solární systém sám o sobě vyrábí pouze stejnosměrný proud; pokud jej nepřevedeme, nelze provozovat domácí spotřebiče, stroje ani jej vracet do veřejné rozvodné sítě.

Kromě toho má střídač ještě další funkce: moderní zařízení často integrují optimalizační a ochranné funkce (například ochranu proti přepětí, regulaci sítě) a dokonce i monitorování, takže můžete sledovat, kolik energie váš systém vyrábí.

Stručně řečeno: bez střídače by solární systém nefungoval tak, jak má, proto je velmi důležité, aby jeho připojení bylo provedeno přesně a odborně.

Nástroje a přípravy pro připojení, aby solární střídač fungoval bezchybně

Bezpečnostní předpisy a základní pravidla pro instalatéry

Při připojování střídače k solárnímu systému je nezbytné dodržovat elektrické bezpečnostní normy. Jedině tak lze zaručit bezpečné a dlouhodobé fungování systému. Prvním krokem při plánování systému je výběr vhodných ochranných zařízení: ať už se jedná o ochranu proti přepětí, pojistky, uzemnění nebo ochranu proti úrazu elektrickým proudem.

Je důležité, aby byl střídač instalován na suchém, větraném místě chráněném před povětrnostními vlivy. Mnoho střídačů je citlivých na teplotu, takže například příliš teplá půda může snížit jejich účinnost nebo životnost.

Pokud je systém napájen ze sítě, musí být střídač schopen synchronizace fází a musí být vybaven automatickým odpojením v případě výpadku proudu (anti-islanding). 

Správný výběr typu a velikosti solárního střídače

Při výběru střídače je třeba vzít v úvahu typ systému: zda se jedná o systém s napájením do sítě (on-grid), ostrovní systém (off-grid) nebo hybridní systém. 

Výkon panelového pole (řetězce), celkové stejnosměrné napětí a proud modulů je třeba sladit s vstupními hodnotami střídače: kritickým faktorem je maximální stejnosměrné napětí, rozsah MPP střídače a výstupní výkon na straně střídavého proudu.

Mezi typy střídačů patří například řetězcové střídače a hybridní střídače, z nichž každý má své výhody a nevýhody. Hybridní střídače SolaX představují důležitou skupinu těchto řešení.

Kromě přizpůsobení výkonu a napětí je třeba věnovat pozornost také účinnosti (moderní střídače pracují s účinností až ~98 %) a tomu, zda má střídač vestavěné sledování MPP (maximum power point tracking), monitorovací systém, ochranu proti přepětí a přetížení a fázovou symetrii.

Který je nejlepší solární měnič?

Nelze univerzálně určit „nejlepší“ střídač, záleží na tom, jaký je systém, kolik panelů, zpětné napájení nebo akumulátorové úložiště, jaká je spotřeba elektřiny a za jakých podmínek systém funguje. Při výběru ideálního střídače je nejdůležitější, aby technické parametry a funkce střídače přesně odpovídaly charakteristikám solárního systému.

Pokud je například cílem zpětné napájení do sítě, je vhodnou volbou on grid střídač, který zajišťuje správné fázové a frekvenční přizpůsobení, automatické odpojení v případě výpadku proudu a je kompatibilní s veřejnou rozvodnou sítí.

Pokud je však cílem ostrovní provoz (nebo kombinace akumulátoru a solárních panelů), je třeba střídač, který je schopen nabíjet akumulátor a samostatně dodávat elektřinu, jako jsou například hybridní nebo off-grid střídače.

Nakonec je také velmi důležitá spolehlivost, účinnost a další funkce střídače (například monitorování, ochrana, sledování MPP, komunikace), proto je vhodné zvolit kvalitního, osvědčeného výrobce, který poskytuje záruku a dokumentované parametry.

Zapojení střídače krok za krokem

Zapojení solárních modulů a kontrola polarity

Prvním krokem procesu připojení je správné a bezpečné zapojení solárních modulů. Konektory MC4 na zadní straně panelů jsou obvykle dodávány v předem namontované formě, takže sestavení řetězců je jednoduché, ale kontrola polarity je i nadále zásadní. Nesprávná polarita může způsobit nesprávnou funkci střídače.

Po propojení modulů je třeba znovu zkontrolovat koncové body řetězců, aby hodnoty napětí a proudu odpovídaly vstupnímu rozsahu střídače. Pokud napětí řetězce překročí maximální hodnotu DC vstupu udanou výrobcem, může dojít k poškození střídače nebo se střídač nemusí spustit.

Proč je schéma zapojení solárního střídače užitečné?

Podrobný schéma zapojení střídače pomáhá instalačnímu technikovi zorientovat se v zapojení na straně DC, připojeních na straně AC, pojistkách, přepěťové ochraně a komunikačních spojeních. Většina výrobců, například SMA nebo Huawei, výslovně doporučuje používání instalačních schémat, protože zabraňují nesprávnému zapojení, které je jedním z nejčastějších problémů fotovoltaických systémů.

Výhodou schématu zapojení je, že ještě před zahájením instalace lze naplánovat trasu kabelů, umístění ochranných zařízení, uzemňovací bod a připojení rozvaděče na straně střídavého proudu. Tím se zkracuje doba realizace a minimalizuje se potřeba demontáže.

Připojení DC kabelů k invertoru

Po ověření výkonu a polarity řetězců následuje připojení na straně DC. Moderní střídače mají obvykle DC vstupy vybavené zásuvkami s ochranou proti přepětí a často jsou vybaveny i více MPP trackery. To umožňuje pracovat s panely s různou orientací nebo výkonem. Podle instalačních pokynů SolarEdge je před připojením DC vždy nutné zkontrolovat DC odpojovací spínač a před zapnutím jej otestovat.

Po připojení je podle doporučení výrobců nutné provést další měření polarity na vstupním bodě, aby se ověřilo, že během připojování nedošlo k záměně vodičů nebo zkratu.

Připojení AC strany k síti

Při připojení na stranu AC střídač přenáší střídavý proud do rozvodné skříně a odtud do sítě. Podle normy EN 50549-1 musí střídače připojené k síti disponovat vestavěnou funkcí anti-islanding, která v případě výpadku proudu odpojí střídač od veřejné sítě.

Je důležité, aby průřez kabeláže na straně střídavého proudu odpovídal výkonu střídače, jinak může dojít k přehřátí nebo poklesu napětí, což může způsobit ztrátu účinnosti nebo požár.

Uzemnění, ochrana proti úrazu elektrickým proudem a ochrana proti přepětí

Jedním z klíčů k bezpečnému provozu je vytvoření vhodného uzemňovacího systému. Norma IEC 60364-7-712 pro solární instalace stanoví, že všechny střídače a všechny ochranné zařízení na straně DC musí být připojeny ke společnému uzemňovacímu bodu a že je povinné používat AC/DC přepěťové ochrany.

Ochrana proti přepětí je obzvláště důležitá, protože na straně DC může vzniknout vysoké napětí a úder blesku může způsobit okamžitou poruchu střídače. V moderních fotovoltaických systémech se doporučuje instalace kvalitních ochran SPD typu 1 a typu 2.

Připojení komunikačních kabelů a monitorovacího systému

Monitorovací systém umožňuje sledovat výkon fotovoltaického systému v reálném čase. Většina moderních střídačů se připojuje k monitorovacímu systému pomocí ethernetové nebo Wi-Fi komunikace. Instalační příručky výrobců zdůrazňují, že komunikační kabely by měly být vedeny odděleně od vysokonapěťových vodičů, aby se předešlo rušení a výpadkům dat.

Díky správnému fungování monitorovacího systému lze rychle odhalit poruchy, poklesy produkce nebo dokonce poruchy kabelů, což v dlouhodobém horizontu zvyšuje provozní bezpečnost systému.

Časté chyby při zapojování a jak se jim vyhnout

Při připojování solárního střídače může dojít k řadě chyb, které snižují účinnost nebo provozní bezpečnost systému, stejně jako při instalaci solárních panelů . Jedním z nejčastějších problémů je, když napětí řetězců neodpovídá rozsahu povolenému střídačem, což může vést k přetížení nebo zastavení střídače. Při příliš nízkém napětí se střídač jednoduše nespustí.

Testování a uvedení do provozu: co je třeba zkontrolovat?

Poslední fází instalace je testování, během kterého je třeba zkontrolovat, zda všechny prvky systému fungují bezpečně a v souladu s předpisy. Podle protokolů o uvedení PV systémů do provozu je povinné měřit polaritu na straně DC, hodnoty napětí a proudu a zkontrolovat správnou funkci ochranných zařízení.

Následuje kontrola na straně střídavého proudu: je třeba zkontrolovat synchronizaci fází střídače a funkce automatického odpojení (anti-islanding). V případě střídačů připojených k síti stanoví norma EN 50549-1 povinné zprovozňovací zkoušky, jako je například kontrola frekvenčních a napěťových rozsahů.

Podle pokynů výrobců je třeba aktivovat také monitorovací systém, protože ten signalizuje pozdější výrobní údaje a chyby. U střídačů Huawei je součástí instalace také online registrace a kontrola firmwaru střídače.

Doporučení pro údržbu a dlouhodobou provozní bezpečnost

Údržba solárních systémů je obvykle jednoduchá, ale některé její prvky je třeba pravidelně kontrolovat, aby střídač a celý systém fungovaly spolehlivě i v dlouhodobém horizontu. Podle doporučení výrobců je vhodné alespoň jednou ročně provést vizuální kontrolu: stav kabelů, pevnost spojů, uzemňovací body, stav přepěťových ochran.

Důležitou roli hraje také monitorovací systém: pokud dojde k poklesu nebo kolísání výroby, lze na základě protokolových souborů střídače odhalit problémy již v rané fázi. Ze statistik lze odhalit zaprášení, opotřebované spoje nebo dokonce chybu stínění.

U některých hybridních střídačů je třeba monitorovat také stav akumulátoru a jeho nabíjecí cykly, což je snadno dostupné z výrobního softwaru.

Kdy je nutné přizvat odborníka k připojení?

Ačkoli připojení solárního střídače je technický proces, který lze sledovat krok za krokem, v některých případech je nezbytné zapojit elektrikáře nebo odborníka se zkušenostmi se solárními systémy. Jedná se například o připojení systému zpětného napájení do sítě, které podle předpisů dodavatele elektřiny smí provádět pouze registrovaný odborník.

Odborník je nezbytný také v případě, že se jedná o systém s vysokým výkonem, je třeba sladit více řetězců nebo pole s odlišnou orientací, nebo je třeba nakonfigurovat hybridní střídač a zásobník energie.