Solární elektrárny použitelné snad na všech místech využívají nevyčerpatelnou energii Slunce. Výkony těchto zařízení se pohybují od wattových výkonů až po megawattové a optimalizují se podle požadavků jednotlivých uživatelů.
Využitelná energie je ovlivněna především místními podmínkami a sezonními výkyvy. Uživatelé potřebují energii, i když solární zařízení dodává jen málo nebo vůbec žádnou energii (například v noci nebo při nepříznivých povětrnostních podmínkách). Pro vyřešení tohoto problému se využívají solární zařízení s akumulací energie. Pokud je solární zařízení podporováno dalším zdrojem energie, hovoříme o hybridních zařízeních.
Spotřebiče není možné ve většině případů připojit přímo na solární panely. Proto se musí druh proudu a napětí přizpůsobit spotřebiči. Použité komponenty silně variují podle použitého zařízení. Solární ostrovní zařízení je určeno pro dodávky energie hlavně tam, kde není k dispozici energie z veřejné sítě (horské chaty, samoty atd.). V zásadě se používají tyto konfigurace ostrovních zařízení: přímé připojení, přímé připojení s akumulací (zařízení s DC nebo AC invertorem) a hybridní zařízení, které využívají podporu sítě nebo obnovitelných zdrojů. Díky svojí flexibilitě a mnohostrannosti představují solární zařízení důležitý a trvalý přínos k ochraně životního prostředí.
Solární zařízení pro výrobu elektrické energie, která nejsou spojená s energetickou síti, se nazývají ostrovní systémy. Tyto systémy jsou nasazovány všude tam, kde není k dispozici veřejná síť nebo kde je to rentabilní. Ostrovní systém je účinně použitelný pro domy nebo objekty jako rekreační objekty, horské chaty, restaurace a hospodářské objekty.
Příklady nasazení:
Zdroj energie pro malé vesnice, zavlažovací systémy, meteorologické stanice, dopravní značení, telekomunikace atd.
Odhady spotřeby energie ukazují, že poptávka po obnovitelných zdrojích neustále poroste. Na jedné straně jsou fosilní paliva vyčerpatelný zdroj, na druhé straně je mnohostrannost a flexibilita u solárních zařízení. Rychlý technický vývoj snižuje výrobní ceny a tím i náklady pro investory.
Solární ostrovní zařízení se stále více využívají v mobilních aplikacích. Jedná se převážně o malá zařízení jako kalkulačky, kapesní svítilny, radiové přijímače, hodinky, parkovací automaty atd. Ostrovní solární systémy se mohou provozovat jako čistě „stejnosměrná“ zařízení, většinou malá zařízení s napětím 12 V nebo 24 V. V případě, kdy je požadováno vyšší provozní napětí (např. 230 V AC) se použije navíc invertor pro přeměnu stejnosměrného napětí na střídavé. Výhodou tohoto uspořádání je, že je možné používat běžné spotřebiče, ale pro optimální využití invertoru je třeba přesně specifikovat spotřebiče.
Ostrovní solární zařízení se podle konfigurace dělí:
Přímá dodávka
Ostrovní solární zařízení tvoří generátor proudu, který přímo napájí stejnosměrné spotřebiče. Typické příklady jsou pohony čerpadel, malé motory nebo ventilátory. Mezi přednosti lze zařadit provozní spolehlivost a jednoduchá výstavba. Tento systém je použitelný všude tam, kde jsou přípustné výpadky nebo kolísání dodávky v závislosti na povětrnostních podmínkách. Pro optimální účinnost systému je třeba sladit provozní křivky generátoru a spotřebičů. Většina standardních zařízení používá střídavý proud, přesto výroba stejnosměrného proudu a připojení stejnosměrných spotřebičů má smysl, pro dosahovanou vysokou účinnost a dobré vytížení zařízení.
Systémy s akumulací
Ve většině případů u solárních zařízení nesouhlasí doba dodávky energie s dobou požadovaného odběru. V tomto případě je vhodné použít solární zařízení s krátkodobou akumulací energie. V tomto systému je spotřebič napájen při dostatečném výkonu solárních panelů přímo nebo přes invertor, případný přebytek energie je akumulován. Při nedostatečném výkonu je spotřebič napájen z akumulátorů přímo nebo přes invertor. Pro akumulaci energie se většinou používají olověné akumulátory, výhledově se počítá s akumulátory na bázi lithia. Olověné akumulátory jsou výhodné pro svůj poměr kapacita / cena. Při dimenzování akumulátorů je třeba zohlednit typ spotřebičů a jejich dobu provozu. Životnost olověných akumulátorů je značně závislá na nabíjecích a vybíjecích podmínkách. Proto je nutný vhodný nabíječ, který řídí nabíjení akumulátorů. Nabíječ je většinou přiřazen ke spotřebičům a chrání akumulátory nejenom před hlubokým vybíjením, ale i před velkými vybíjecími proudy spotřebičů. V případech, kdy v systému dochází k častému hlubokému vybíjení akumulátorů, se jejich životnost markantně snižuje.
Detailní popis celého systému včetně jednotlivých komponent lze nalézt v katalogu Ostrovní systémy společnosti Schrack Technik. Ten je k dispozici v elektronické podobě na webových stránkách Schrack Technik.
Ing. Libor Bartoš
SCHRACK TECHNIK spol. s r. o.
Dolnoměcholupská 2, 100 00 Praha 10 – Hostivař
tel.: +420 281 008 231-3, fax: +420 281 008 462
e-mail: praha@schrack.cz, www.schrack.cz
