Aktuální vydání

celé číslo

07

2020

Řízení distribučních soustav a chytrá města

Měření a monitorování prostředí v budovách a venkovním prostředí

celé číslo

Střídač SMA Sunny Tripower 17000TL získal mimořádná ocenění

Střídač Sunny Tripower 17000TL (obr. 1) od společnosti SMA byl na jaře letošní­ho roku na 25. symposiu Photovoltaics So­lar Energy (Fotovoltaická solární energie) v Bad Staffelsteinu (SRN) vyznamenán ce­nou za nejlepší produkt. Dalšího úspěchu dosáhl v nedávném testu německého od­borného časopisu Photon Profi. Byl v něm ohodnocen jako „špičkový přístroj“ s cel­kovou známkou „jedna plus“. Podle hod­nocení společnosti SMA se tímto třífázo­vým multistringovým fotovoltaickým (FV) střídačem podařilo nastavit „nová měřít­ka“ a vyrobit „dosud bezkonkurenční stří­dač“. Střídač Sunny Tripower přesvědčil svou účinností, s přehledem nejvyšší, jaká byla v testech časopisu Photon vůbec kdy naměřena. Ke špičkovému hodnocení však přispěly i zcela nové funkce, např. koncepce Optiflex pro flexibilní konfigurování FV sys­témů. Dále celosvětově jedinečná koncepce vícenásobného zajištění bezpečnosti Opti­protect, která zahrnuje identifikaci výpad­ku stringů, elektronickou stringovou pojist­ku a možnost integrovat přepěťovou ochra­nu typu II, jež zajišťuje maximální provozní bezpečnost FV systému. DC konektorový systém Sunclix navíc výrazně zjednodušuje instalaci střídače.
 
Kromě třífázového konceptu a 98% účin­nosti střídač SMA Sunny Tripower také při­náší pět světových technických novinek, díky nimž je uživatelsky příjemný a bezpeč­ný a rovněž se tak snižují náklady na celou fotovoltaickou soustavu.
 

Optiflex – flexibilní konfigurace FV systému při maximálním energetickém výnosu

Optiflex je nová koncepce pro flexibilní konfigurování vysoce účinných FV systémů. Dr. Bernd Engel, viceprezident společnosti SMA, který cenu za inovaci v Bad Staffelsteinu osobně převzal, dopl­nil souvislosti vývoje: „Stále častěji je při konfigurování FV systémů sta­noven určitý počet FV panelů. Po­mocí obvyklých koncepcí je ovšem požadovaný návrh s pouze jedním střídačem často nemožný. Většinou v takových případech bylo nutné po­užít další střídač pro „zbylé“ FV pa­nely, což s sebou nese další náklady, náročnější instalaci a nižší účinnost systému. Koncepce Optiflex tento problém bezezbytku řeší.“ Kromě toho lze napětí FV generátoru ide­álně sladit s křivkou účinnosti stří­dače. Koncepce Optiflex totiž, i při přesně stanoveném počtu FV pane­lů, nabízí možnosti variací u délky stringů, takže střídač pracuje většinu doby s maximální účinností.

Základní pravidla zapojení FV panelů

Proč použít konkrétní přesný počet pane­lů? Vedle estetického hlediska, které je pro provozovatele stále důležitější, jsou důvo­dy homogenita FV generátoru, rozměrové možnosti (zvláště při instalaci na střechách) nebo finanční aspekty. „Taková zadání jsou pro projektanty zpravidla opravdový oříšek,“ říká produktový manažer SMA Stefan Zan­ger. „Když už vyberu vhodný panel, není sa­mozřejmostí, že požadovaný počet panelů lze propojit s jedním střídačem.“
U panelů v sérii se sčítá napětí jednotli­vých panelů, zatímco proud zůstává stejný. Paralelním zapojením stringů panelů se na­opak zvětšuje proud a napětí zůstává stejné. K tomu, aby bylo možné stringy FV panelů paralelně zapojit, musí mít všechny stejnou délku, a tím i stejné napětí. Minimální a ma­ximální možné délky stringů vyplývají z roz­sahu vstupního napětí střídače a z teplotní­ho chování panelů. Maximální možný po­čet paralelně zapojitelných stringů je závislý na proudové zatížitelnosti střídačového vstu­pu a na proudu panelu v oblasti MPP. Je také jasné, že např. v případě dvou paralelně zapo­jených stringů lze počet panelů v generátoru zvyšovat vždy pouze v krocích po dvou, pro­tože napětí, a tím i počet panelů musí, jak již bylo řečeno, být pro všechny stringy identic­ké. Prvočísla tak jsou v počtu panelů ze stej­ného důvodu hned vyloučena, je-li zapotřebí použít více než jeden string.
„Těchto pár pravidel často znemožňuje připojení zcela konkrétního počtu panelů k je­dinému střídači,“ vysvětluje Zanger dilema. „Když už se to povede, tak ne vždy s napětím v oblasti MPP výhodným pro střídač.“ Pro „nadbytečné“ panely je zapotřebí další, menší střídač. Kromě větší náročnosti instalace ta­kového FV systému je však často nižší jeho účinnost, a klesá tak jeho energetický výnos.
 

Dvojnásobná flexibilita

Optiflex, asymetrická multistringová kon­cepce střídačů navržená společností SMA a po­prvé realizovaná ve třífázovém střídači Sunny Tripower se jmenovitým výkonem mezi 10 až 17 kV·A, rozšiřuje možnosti při projektování FV systémů. Je založena na dvou charakteris­tikách střídače: zaprvé je to mimořádně široký rozsah vstupního napětí od 150 do 1 000 V, kte­rý umožňuje velmi krátké, ale i velmi dlouhé stringy FV panelů, a zadruhé to je asymetricky dimenzovaný multistringový vstup – skutečná světová novinka. „Hlavní vstup“ pojme hlavní část panelů, přičemž je dimenzován pro celý jmenovitý výkon střídače. „Vedlejší vstup“ je dimenzován pouze pro jeden string. Má při­tom také vlastní sledovač bodu maximálního výkonu – MPP-tracker. Pojme zbylé panely, a mimořádně široký rozsah vstupního napětí tak bude při návrhu vždy vhod.
 
S koncepcí Optiflex lze navrhnout FV sys­tém s téměř jakýmkoliv počtem panelů – bez „zbytků“ a s jediným, vysoce účinným střídačem. Kromě toho lze napětí FV generáto­ru ideálně sladit s křivkou účinnosti střídače. Koncepce Optiflex totiž, i při přesně stano­veném počtu FV panelů, většinou ještě na­bízí možnosti variací u délky stringů. „Tato volnost navíc je tou rozhodující výhodou – i ve srovnání s klasickými multistringovými střídači,“ vysvětluje Stefan Zanger. „Střídač totiž pracuje po většinu doby s maximální účinností pouze v případě ideálního sladění s napětím FV generátoru. Předpokládejme, že na střechu má přijít přesně 71 FV pane­lů. V takovém případě připojíme čtyři strin­gy po čtrnácti panelech k velkému vstupu a jeden string s patnácti panely k malému. K hlavnímu vstupu však lze připojit i stringy o jiné délce – od dvanácti do šestnácti pane­lů. Napětí většího dílčího FV generátoru lze tedy zvolit s velkou přesností.“
 
V neposlední řadě nabízí koncepce Optiflex také řešení pro částečně zastíněné FV panely. Malý vstup s vlastním sledovačem MPP (MPP-tracker) lze použít pro samostatné připoje­ní částečně zastíněných panelů. Nevyhnutel­né ztráty energetického výkonu se tím výraz­ně sníží.
 

Spousta možností

Celkově je koncepce Optiflex velkým krokem dopředu, co se týče navrhování vý­nosných a cenově výhodných FV systémů s nejrůznějšími konfiguracemi panelů. „Po stringové technologii a vynalezení multistrin­gového střídače zde společnost SMA může znovu udávat směr,“ říká s jistotou Stefan Zanger. „Výhody koncepce Optiflex jsou tak zřejmé, že to přesvědčí každého.“
 

Optiprotect – identifikace výpadku stringů, elektronická stringová pojistka a možnost integrace přepěťové ochrany typu II

Optiprotect je koncepce vícenásobného zajištění bezpečnosti, poprvé realizovaná ve střídači Sunny Tripower: tři bezpečnost­ní zařízení komplexně monitorují a chrání FV systém.
 

Maximální provozní bezpečnost

Elektronická stringová pojistka střídače Sunny Tripower funguje oproti běžným tav­ným pojistkám na zcela nové bázi: v kaž­dém stringovém vstupu je senzor elektrické­ho proudu, který kromě velikosti zjišťuje také směr toku proudu. Zjistí-li zpětný proud, FV generátor jednoduše zkratuje. Veškeré zpět­né proudy se tak spolehlivě eliminují, vznik elektrických oblouků je vyloučen a je zajiš­těna maximální provozní bezpečnost. Navíc není třeba provádět žádné dimenzování a ži­votnost je oproti běžným tavným pojistkám výrazně delší. Další výhody: nevznikají ztráty elektrické energie ani náklady navíc.
 

Možnost integrace přepěťové ochrany typu II přímo uvnitř střídače

Střídač Sunny Tripower kromě toho popr­vé nabízí možnost integrovat v případě potře­by přepěťovou ochranu typu II přímo uvnitř střídače. Střídač lze velmi snadno zapojit do systémů ochrany proti atmosférickému vý­boji, jak je to předepsáno pro veřejné budovy a jak to zčásti také mohou vyžadovat pojiš­ťovny. Integrací uvnitř střídače se zjednodu­šuje instalace a zároveň se nezvyšuje nároč­nost montáže – přepěťové ochrany stačí za­sunout do připraveného slotu.
 

Elektronické sledování proudu stringů

Výpadek jednoho stringu FV panelů bylo doposud možné identifikovat pouze pomocí decentrálních monitorovacích zařízení, což zvláště u tenkovrstvých panelů s mnoha para­lelně zapojenými stringy představuje značné náklady. Naproti tomu mohou neidentifiko­vané, déle trvající výpadky stringů vést k zá­važným ztrátám energetických výnosů. Inte­ligentní elektronická detekce proudu stringů od společnosti SMA tento problém řeší: už po dvou týdnech provozu systém umí sám spolehlivě rozpoznat a identifikovat výpa­dek jakéhokoliv stringu. Provozovatel tak může monitorovat činnost až 36 stringů pří­mo ve střídači, aniž by byla zapotřebí časo­vě náročná, obtížná a nákladná konfigurace.
 

Sunclix – nový stejnosměrný konektorový systém: snadná montáž, bezpečné a spolehlivé spojení

 
Různých DC konektorů je téměř stejné množství jako výrobců FV panelů. Instalační technici dosud vždy museli mít po ruce správ­ný konektor, k tomu vhodný adaptér a často také speciální nářadí. To se s novým DC ko­nektorovým systémem Sunclix zásadně mění.
 
Sunny Tripower je první střídač, který je vybaven DC konektorovým systémem Sunclix od společnosti Phoenix Contact (obr. 2). To umožňuje snadnou a rychlou in­stalaci bez potřeby jakýchkoliv adaptérů, ko­nektorů či speciálního nářadí. Konektor se na odizolovaný vodič montuje ve třech kro­cích a montáž zpravidla netrvá ani patnáct se­kund. Stejnosměrný konektorový systém lze použít na téměř jakékoliv vodiče, snadno se montuje a poskytuje bezpečné a spolehlivé spojení. Konektor a zásuvka se automaticky aretují, odjišťují se obyčejným šroubovákem. A to vše i tehdy, když je několik připojova­cích konektorů těsně vedle sebe.
 
Konektory Sunclix jsou vhodné jak pro ohebné, tak pro pevné vodiče. Průřez vodiče může být od 2,5 do 6 mm2. Montáž na kabel nevyžaduje nářadí a je snadná a rychlá. Vo­dič se odizoluje a zasune se do otevřeného konektoru. Silou se zamáčkne úchytná pru­žina, až zaklapne. Ještě je třeba zašroubovat pojistnou matici – a hotovo! Další výhodou je úprava uchycení: pokud kabel nebyl zasunut dostatečně daleko, lze uchycení bez problé­mů zopakovat. Stačí uvolnit úchytnou pruži­nu šroubovákem a opět jit rozevřít.
 

V souladu s normami a bezpečně

Konektor Sunclix splňuje všechny po­žadavky nové normy DIN EN 50521 pro FV konektory, která stanovuje např. odol­nost proti UV záření, ochranu proti vlhkos­ti a tepelnou odolnost. Také co do proudové zatížitelnosti tento konektor leccos vydrží: 40 A není žádný problém – při průřezu ka­belu 4 mm2 a teplotě okolí do 85 °C. Další výhodou pro bezpečnost je pohodlná vizu­ální kontrola připojení vodiče. Když je ko­nektor otevřený, je vidět úchytný mechanis­mus, takže lze snadno zkontrolovat správné usazení vodiče.
 

Standardně a zdarma

Společnost SMA zmíněnými konektory Sunclix standardně vybavuje všechny nové typy střídačů, počínaje střídačem Sunny Tri­power. Vhodné konektory pro FV panely jsou ke střídačům dodávány zdarma. S konektory Sunclix tedy zákazník ušetří dvakrát: žád­né další výdaje za konektory pro FV pane­ly a za speciální nářadí a navíc menší časo­vá náročnost díky výraznému zkrácení doby potřebné k instalaci.
(SMA Czech Republic)
 
Obr. 1. Střídač Sunny Tripower 17000TL od společnosti SMA
Obr. 2. Střídač používá konektorový systém Sunclix od společnosti Phoenix Contact
Obr. 3. Konektorový systém Sunclix