Nepretržité napájanie je teraz k dispozícii pre solárne systémy s batériami

Ako funguje solárny systém s neprerušiteľným napájaním pripojený k elektrickej sieti?

Moderné solárne systémy už nie sú závislé výlučne od slnečného žiarenia ako zdroja energie: pri dodávke energie môžu hrať úlohu aj sieť a batéria . Neprerušiteľný systém s batériou a pripojením k elektrickej sieti znamená, že systém môže fungovať aj z elektrickej siete a v prípade výpadku prúdu sa automaticky prepne do režimu batérie, čím zabezpečí neprerušiteľné napájanie. Batéria by mala byť v ideálnom prípade nabitá zo slnečnej energie, ale ak je batéria vybitá a nie je dostatok slnečného žiarenia, systém môže v prípade potreby využívať aj energiu z elektrickej siete. To znamená, že ak napríklad dôjde k výpadku prúdu, keď batéria ešte má energiu, systém bude naďalej fungovať bez prerušenia.

Niektoré invertory už majú zabudovaný prepínací mechanizmus, ktorý v prípade prerušenia siete prepne na prevádzku na batériu v priebehu 0,01 – 0,02 sekundy. Tým je zaistené, že spotrebitelia dostanú neprerušené napájanie aj v prípade nedostatku energie alebo výpadku prúdu. Pripojenie k sieti tiež umožňuje vrátenie prebytočnej výroby späť do siete (HMKE – malá elektráreň veľkosti domácnosti), pričom batéria slúži ako záloha.

Ako vybrať neprerušiteľný zdroj napájania pre hybridné, samostatné systémy?

Pri výbere zdroja energie je potrebné zohľadniť niekoľko kritických faktorov:

• Požiadavky na výkon: zmerajte špičkový odber spotrebiteľov (celkový výkon v wattoch) a štartovacie zaťaženie (napr. motory, klimatizácia).
  
  
• Rýchlosť konverzie energie: čím rýchlejšie môže menič prepínať, tým menšie budú výpadky pre spotrebitele.
  
  
• Účinnosť a straty: typ s nižšími stratami je z dlhodobého hľadiska úspornejší.
  
  
• Kompatibilita s meničom: menič musí podporovať záložný prevádzkový režim batérie (tzv. hybridný alebo off-grid režim).
  
  
• Ochrana a bezpečnosť: sú potrebné vhodné ochrany (proti nadprúdu, prepätiu/podpätiu, teplote).
  
  
• Stabilita cyklu: ako dlho vydrží batéria – napr. lítiová technológia zvyčajne vydrží viac cyklov.

Aké licencie dodávateľa elektrickej energie sú potrebné pre takýto systém v Maďarsku?

V prípade takýchto hybridných/sieťových systémov, ak systém dodáva energiu späť do siete (HMKE), je potrebné získať licenciu od dodávateľa elektrickej energie.

Príklady:

• Žiadosť dodávateľovi elektrickej energie o inštaláciu malej elektrárne pre domáce použitie.
  
  
• Typ meniča, pripojovací prúd a veľkosť poistky musia byť schválené (napr. „schválenie meniča“ od spoločnosti E.ON).
  
  
• Predloženie projektovej dokumentácie a technických špecifikácií (napr. pre povolenie distribučnej siete).
  
  
• Ak nedochádza k spätnému napájaniu (samostatný systém), požiadavky na povolenie sú menej prísne, ale elektrickú inštaláciu musí vykonať odborník.

Prečo je neprerušiteľné napájanie dôležité pre podniky a domácnosti?

Výpadky elektrickej energie môžu spôsobiť vážne problémy ako v domácnostiach (chladničky, mrazničky, kúrenie, osvetlenie), tak aj v podnikoch (servery, stroje, strata dát). Účelom neprerušiteľného zdroja napájania (UPS) je prevziať úlohu sieťového napájania počas výpadku prúdu a zabezpečiť dodávku elektrickej energie.

Čo je neprerušiteľný zdroj napájania?

V klasickom zmysle je zdroj neprerušiteľného napájania (UPS) zariadenie, ktoré monitoruje napätie v elektrickej sieti a v prípade výpadku napájania okamžite prejde do režimu batérie, aby nedošlo k prerušeniu dodávky elektrickej energie.

Moderné solárne systémy však fungujú inak: hybridné meniča poskytujú samostatný pripojovací bod pre neprerušiteľných spotrebiteľov, aby tieto zariadenia pokračovali v prevádzke bez prerušenia aj v prípade, že v sieti nie je napätie. Systém automaticky detekuje výpadok napájania, ale neprerušiteľný obvod zostáva aktívny, pokiaľ je k dispozícii dostatočné množstvo energie zo solárneho panelu alebo batérie.

Prečo je pre neprerušiteľné napájanie potrebná batéria?

Batéria poskytuje energiu, ktorú neprerušiteľný zdroj napájania (alebo hybridný menič) používa na napájanie spotrebičov v prípade výpadku napájania. Bez batérie nie je k dispozícii žiadna záložná energia, čo znamená, že neprerušiteľná prevádzka už nie je možná.

Hoci technicky kapacita batérie určuje, ako dlho môže systém fungovať počas výpadku napájania, ak solárne panely tiež nabíjajú batériu, potom je teoreticky prevádzková doba neobmedzená – za predpokladu, že je dostatok slnečného žiarenia na dobíjanie.

Aké typy batérií sa môžu používať v samostatných systémoch?

Najčastejšie sa používajú tieto typy:

• Olovené (uzavreté/gélové, AGM) – nižšia cena, ale kratšia životnosť a nižší počet cyklov
  
  
• Lítium-iónové (LiFePO₄, Li‑NMC atď.) – vyššia cena, ale oveľa vyšší počet cyklov a lepšia účinnosť
  
  
• Iné technológie (napr. na báze niklu, redox flow) – menej bežne používané, typicky experimentálne riešenia
  

Pri výbere by ste mali zohľadniť stabilitu cyklov, hĺbku vybitia, citlivosť na teplotu a požiadavky na údržbu.

Úvahy o veľkosti pre trojfázových spotrebiteľov

V trojfázovom systéme musí byť kapacita batérie a meniča dimenzovaná tak, aby bola každá fáza zásobovaná energiou. To znamená, že systém musí byť schopný primerane distribuovať zaťaženie medzi jednotlivé fázy. Pri dimenzovaní trojfázového systému sa zohľadňujú nasledujúce faktory: vyváženie fáz, energetický výkon jednotlivých spotrebičov a rezervná kapacita.

Výpočet kapacity batérie pre rôzne profily používateľov

Určenie kapacity batérie je jedným z najdôležitejších krokov pri navrhovaní off-grid alebo hybridného systému. Pri dimenzovaní je vhodné postupovať podľa týchto krokov:

1. Určite svoju dennú spotrebu energie v kilowatt hodinách (kWh):
Na to môžete použiť dva prístupy. Jednou metódou je spočítať dennú spotrebu energie všetkých spotrebičov (napr. chladnička, osvetlenie, počítač, čerpadlo atď.). Druhým, jednoduchším riešením je odčítať stav elektromera ráno a večer – rozdiel medzi týmito dvoma hodnotami vám dáva dennú spotrebu v kilowatt hodinách.

2. Určite, koľko hodín zálohy potrebujete:
Ide o čas, počas ktorého musí systém fungovať nezávisle (napr. 2–6 hodín alebo aj niekoľko dní, ak nie je k dispozícii solárna energia).

3. Vypočítajte požadovanú kapacitu v kWh:

Kapacita (kWh) = (denná spotreba kWh /24× záložný čas v hodinách) * využiteľná kapacita

Príklad:

• Denná spotreba: 10 kWh
  
• Doba zálohy: 1 deň
  
• Použiteľná kapacita: 80 % (t. j. 0,8)
• Kapacita (kWh) = 10/24*8* 0,8 =2,67
• Ah = (kapacita kWh × 1000) / systémové napätie (V)
  
• Napríklad, ak je systém 48 V, potom:
  
• Ah = (2,67 × 1000) / 48 = približne 55,625 Ah

Je dôležité poznamenať, že na určenie presných požiadaviek je potrebné zohľadniť typ použitia: napríklad vykurovanie, chladenie, čerpanie, osvetlenie, domáce alebo priemyselné použitie a načasovanie týchto činností (nočné a denné zaťaženie). Na základe profilu sa môže požadovaná veľkosť batérie výrazne líšiť.

Poradenstvo SOLARKIT týkajúce sa inštalácie systému

Ako pripojiť zdroj nepretržitého napájania?

Vstup neprerušiteľného zdroja napájania (UPS/invertor) je pripojený k sieťovému napájaniu, batérie sú pripojené k strane jednosmerného prúdu a spotrebiče sú napájané z výstupu invertora. V prípade výpadku napájania sa UPS okamžite prepne na prevádzku z batérie.

Ako sa nabíja zdroj neprerušiteľného napájania a batéria?

Ak si to zákazník želá, keď je k dispozícii sieťové napájanie, systém nabíja batériu z prebytočnej solárnej energie alebo priamo zo siete. Regulátor invertora reguluje nabíjanie a monitoruje napätie a prúd.

Výber meniča pre hybridné systémy: na čo by mal profesionál venovať pozornosť?

Je dôležité, aby menič podporoval režim batérie, mal schopnosť rýchleho prepínania, vysokú účinnosť a bol zaradený do zoznamu meničov schválených poskytovateľom služieb.

Aké problémy môžu nastať pri inštalácii? Kabeláž, ochrana a bezpečnostné predpisy

Dlhé káble môžu spôsobiť straty, preto musí byť prierez napájacích káblov správne dimenzovaný. Ochrana musí zahŕňať ochranu proti prepätiu, ochranu proti skratu a ochranu proti preťaženiu/hlbokému vybití. Inštaláciu smie vykonávať iba kvalifikovaný elektrikár.

Ako hybridný trojfázový systém zvyšuje konkurencieschopnosť profesionálov na trhu?

Trojfázové systémy znamenajú vyššie tržby a možnosti expanzie, pretože sú vhodné aj pre priemyselných spotrebiteľov a diferencované služby (nepretržité napájanie, záložný zdroj) môžu odlíšiť profesionálov od ich konkurentov.

Často kladené otázky

1. Ako často by sa mal nepretržitý batériový systém udržiavať?

Odporúča sa kontrolovať stav batérie, pripojení a prevádzky systému najmenej raz ročne, najmä v prípadoch intenzívneho používania.

2. Je možné použiť starú existujúcu batériu pre systém neprerušiteľného napájania?

To sa odporúča len vtedy, ak je typ batérie kompatibilný so systémom a je stále v dobrom stave – ale z hľadiska spoľahlivosti je lepšie zvoliť nové zariadenie.

3. Čo sa stane, ak sa batéria vybije a nie je k dispozícii sieťové napájanie?

V takomto prípade systém nemôže dodávať energiu – po vybití batérie je napájanie prerušené, kým sa neobnoví napájanie zo siete alebo nie je k dispozícii alternatívny zdroj nabíjania.

4. Aká je predpokladaná životnosť lítiovej batérie?

V priemere 8–12 rokov, s možnosťou až 6 000–8 000 cyklov, v závislosti od typu a použitia – čo výrazne prevyšuje životnosť olovených batérií.

5. Za ako dlho sa vrátia investície do hybridného systému s nepretržitým napájaním?

Na úrovni domácností sa investícia môže vrátiť za 6–10 rokov a v prípade podnikov sa môže vrátiť už za 3–5 rokov, najmä ak dochádza k pravidelným výpadkom napájania alebo vysokej spotrebe.