Produktový manažér SOS electronic, František Ďuríšek, nám v tomto článku predstaví ucelené riešenie ostrovnej aplikácie na napájanie elektrických zariadení s malým výkonom, ktoré nájdu uplatnenie v priemysle, na verejných priestranstvách, v domácnostiach a rekreačných podmienkach. 

Najčastejšie ostrovné aplikácie s využitím solárnych panelov s malým výkonom sú:

• autonómne svietidlo – parky, parkoviská, autobusové zastávky
• napájanie kamerového systému
• zabezpečovacie zariadenie objektu alebo záhrady
• napájací zdroj pre zavlažovací systém
• prevzdušnenie vody v jazierku
• snímanie hladiny potokov a riek
• snímanie a meranie rôznych parametrov na diaľku – telemetria

Čo potrebujeme na zostrojenie ostrovnej aplikácie?

„Do sortimentu SOS electronic som zaradil fotovoltické, alebo častejšie nespisovne používaný názov fotovoltaické, panely Solarfam. A aby sme vedeli zostrojiť vlastný ostrovný systém naozaj jednoducho a rýchlo, k solárnym panelom som doplnil aj všetky ďalšie potrebné komponenty, ako sú napájacie konektory, vhodný kábel, ale aj regulátor a akumulátor,“ hovorí na úvod František Ďuríšek.

Ponuku všetkých produktov pre malý solárny ostrovný systém nájdete v našom skladovom sortimente a takisto priamo pod článkom. 

Solárny panel Solarfam na 20 W a 30 W

„Na napájanie zariadení s malým výkonom podľa mojich skúseností stačí 20 W až 30 W solárny panel. Príliš veľký solárny panel zaberá totiž veľa miesta a stĺp, na ktorom by bol umiestnený, už musí mať robustnejšiu konštrukciu a riešenie na využitie solárnej energie sa tak už hneď na začiatku zbytočne predražuje,“ pokračuje František Ďuríšek, produktový špecialista SOS electronic.

Do nášho sortimentu alternatívnych zdrojov energie sme teda zaradili 2 typy solárnych článkov: 

• 20 W solárny monokryštalický panel Solarfam s označením SZ-20-32M, s na čierno eloxovaným hliníkovým rámom a voľne vyvedenými vývodmi. V tomto prípade máme 2 možnosti na pripojenie. Prvou je, že pridáme konektory a napojíme dlhší kábel. V druhom prípade, keď regulátor a batériu chceme mať v krabičke čo najbližšie pri solárnom paneli, prevlečieme vývody cez priechodku, napríklad M 12 x 1,5 ECO, priamo do krabičky.

• 30 W solárny panel Solarfam SZ-30-36M má už konektory namontované, takže k nim potrebujeme dokúpiť už iba príslušné protikusy, ktoré spomíname v nasledujúcom odseku. 

Napájacie konektory pre vodiče s 2,5 mm² prierezom medi

K solárnym panelom s malým výkonom sme vybrali dva napájacie konektory značky STÄUBLI na jednosmerné napätie, a to PV-KST4/2,5 PV a PV-KBT4/2,5 PV. 

Na napájacie konektory pre vodiče s malým prierezom sme sa zamerali preto, lebo na trhu sú dostupné hlavne konektory pre vodiče s väčšími prierezmi, a to 4 mm² alebo 6 mm². Samozrejme, môžeme použiť aj väčšie prierezy, ale pre našu potrebu je to zbytočné riešenie. Väčšie prierezy nemajú v našom prípade žiadnu výhodu a sú zvyčajne aj drahšie.

Solárny kábel

Dôležitým článkom každého solárneho projektu je kábel vhodný špeciálne pre fotovoltiku na vnútorné i vonkajšie použitie. 

K vybraným konektorom pre káble s 2,5 mm² prierezom medi odporúčame 1-žilový kábel  FLEX-SOL-EVO-TX 2,5 1m (62.7430-91021) značky Stäubli, ktorý je príjemne ohybný a ľahší než káble s väčším prierezom medi. Izolácia dobre odoláva UV žiareniu a poveternostným vplyvom.

Na spoľahlivé krimpovanie kontaktov konektorov k solárnemu káblu odporúčame použiť krimpovacie kliešte PV-CZM-BS (32.6025) opäť značky Stäubli.

MPPT solárny regulátor. S displejom alebo bez?

Ďalšou dôležitou časťou solárneho ostrovného systému je regulátor. Na trhu sú rozšírené 2 typy regulátorov, a to PWM a MPPT regulátor. V zapojení solárny panel s regulátorom typu MPPT získame približne o 20 % viac energie v porovnaní s PWM regulátorom.

Vybrali sme 2 typy solárnych MPPT regulátorov značky Solarfam: 

• MPL15 (12/24 V, 15 A), ku ktorému môžeme pripojiť iba olovený akumulátor, a

• SX1045 (12 V, 10 A), pri ktorom si typ akumulátora môžeme zvoliť – buď olovený, alebo aj LiFePO₄ akumulátor. Tento regulátor má navyše LCD displej, na ktorom si môžeme nastaviť spomínaný typ akumulátora, ako aj body odpojenia spotrebičov od akumulátora, ďalej na ňom možno zobrazovať napätie v systéme, stav batérie a sledovať status nabíjania počas dňa. Tento solárny regulátor má vstup na snímač teploty a krytie IP32. 

Obidva solárne regulátory majú aj 5 V výstup na pripojenie ľubovoľného zariadenia. Je pravdou, že oba regulátory sú trochu predimenzované a hodia sa aj na väčšie výkony, ale svojimi parametrami plne vyhovujú aj našim malým ostrovným systémom.

Akumulátor 

Posledným a dôležitým článkom nášho ostrovného solárneho systému je akumulátor. Vyberáme ho podľa typu aplikácie a spôsobu používania nášho solárneho systému. 

„Pri akumulátoroch si však dobre pamätajme, že ani pre fotovoltické panely s malými výkonmi nesmie byť akumulátor poddimenzovaný, aby nás neprekvapili napríklad dlhé daždivé dni,“ pokračuje František Ďuríšek. 

Ako prvú voľbu odporúčame tieto dva olovené akumulátory: 

• NP12-12 – olovený akumulátor 12 V, 12 Ah Yuasa, ako minimálna kapacita akumulátora pre malé solárne zariadenie.

• Ale ak pri testovaní zariadenia zistíme, že to nestačí, nebojme sa použiť akumulátor s väčšou kapacitou. Napríklad v zostave s 2 panelmi, ktoré môžeme natočiť do rôznych uhlov, aby sme dlhší čas využili energiu slnka, vhodným akumulátorom môže byť typ SWL780V z našej ponuky, s kapacitou až 28 Ah.

K solárnemu regulátoru SX1045 však môžeme pripojiť aj LiFePO₄ akumulátory, napríklad XCell 12.8-6 (LFP126), prípadne CE-12/20, ktoré môžu byť z dlhodobého hľadiska cenovo výhodnejšie. 

Tip na rozšírenie ostrovného solárneho systému 

Ak v priebehu používania nášho fotovoltického systému zistíme, že máme predsa len málo energie, bez problémov môžeme pridať ďalší solárny panel do série alebo paralelne. Ak ho navyše pripojíme aj v inom uhle, dokážeme efektívnejšie využiť slnečné žiarenie počas celého dňa. 

Solárne regulátory, ktoré sme vybrali do tohto ostrovného systému, takúto konfiguráciu umožňujú. Regulátor MPL15 k 2 solárnym panelom môžeme radiť do série bez problémov, pretože maximálne vstupné napätie z panelov k regulátoru je 75 V.

Ak by sme v takomto sériovom zapojení solárnych panelov chceli použiť regulátor SX1045, tak musíme trochu popremýšlať, pretože maximálne vstupné napätie je 45 V, a to sme už na hranici prípustného napätia. Vstupy by sme mohli chrániť varistorom, alebo môžeme solárne panely zapojiť paralelne.

Veríme, že tento článok bol pre vás dostatočnou inšpiráciou k vyskúšaniu a zostaveniu si ostrovného solárneho systému pre široké spektrum aplikácií. 

Máte záujem o viac informácií k produktom Solarfam alebo o technické poradenstvo pri výbere vhodného riešenia? Prípadne máte inú otázku či požiadavku? Prosím, vyplňte nasledujúci formulár, radi vám pomôžeme.