A DC oldalon sokan a feszültségtől félnek jogosan. De az áram az, ami a gyakorlatban melegedést, csatlakozóhibát és akár tüzet okoz. Ezért a stringáram ellenőrzése nem opcionális számolgatás, hanem alap biztonsági lépés.
Itt nem az a kérdés, hogy „termel-e a rendszer”, hanem az, hogy az inverter DC bemenete elviseli-e azt az áramot, amit rákötünk.
Két adat, amit mindig nézni kell: Impp és Isc
Egy panel adatlapján általában két áramértéket találunk:
- Impp – az az áram, ahol a panel a névleges teljesítményét leadja.
- Isc – rövidzárási áram, a maximális áram, amit a panel extrém helyzetben leadhat.
Normál üzemben a rendszer az Impp környékén dolgozik.
Védelmi gondolkodásnál viszont az Isc a fontosabb.
Szerelői szinten ez a logika elég: üzemi ellenőrzéshez Impp, biztonsági tartalékhoz Isc.
Mi történik soros kötésnél?
Soros kötésnél a feszültségek összeadódnak de az áram nem változik.
Ha egy panel Impp értéke 10,5 A, akkor:
- 8 panel sorba kötve → 10,5 A
- 14 panel sorba kötve → 10,5 A
Teljesen mindegy, hány panel van sorban: a string árama ugyanaz marad.
Ezért ha egy inverter MPPT bemenetére egy darab stringet kötünk, akkor az áram számítása nagyon egyszerű: a string árama = panel Impp értéke.
Mi változik párhuzamosításkor?
Párhuzamos kötésnél a feszültség változatlan marad de az áramok összeadódnak.
Tegyük fel:
Egy string Impp árama = 10,5 A
Két azonos string párhuzamosítva ugyanarra az MPPT-re.
Akkor az inverter bemenetén:
10,5 A + 10,5 A = 21 A
És itt jön a kritikus pont.
Az inverter bemeneti áramkorlátja
Az inverter adatlapján mindig szerepel a maximális bemeneti áram, például: Max. bemeneti áram MPPT-nként: 20 A
Ez nem ajánlás. Ez hardveres határ.
Ha a fenti példában 21 A érkezik egy 20 A-re méretezett bemenetre, akkor az inverter letilthat vagy tartós melegedés indul el vagy hosszú távon károsodhat a bemeneti elektronika. Papíron ugyan csak 1 amper különbség de a valóságban már túlterhelés.
Nézzük végig egy konkrét példán
Itt nagyon fontos tisztázni, hogy éppen miről beszélünk: paneláramról, stringáramról vagy az inverter bemenetére jutó összes áramról. A három nem ugyanaz, és a hibák többsége abból adódik, hogy ezek összemosódnak.
Vegyünk egy konkrét adatot. A panel adatlapján ez szerepel:
- Impp = 11 A
- Isc = 11,8 A
Az Impp az üzemi áram, tehát normál működés közben körülbelül ekkora áram folyik egy panelen, amikor a maximális teljesítményen dolgozik. Ez még mindig egyetlen panel árama.
Most kössünk 12 panelt sorba egy stringbe. Soros kötésnél a feszültség összeadódik, az áram viszont nem változik. Tehát hiába van 12 panel a sorban, a string üzemi árama továbbra is 11 A marad. Itt már nem paneláramról, hanem stringáramról beszélünk, de az érték ugyanaz.
A helyzet akkor változik meg, amikor párhuzamosítunk.
Tegyük fel, hogy két azonos stringet kötünk párhuzamosan ugyanarra az MPPT-re. Az első string árama 11 A, a második string árama szintén 11 A. Párhuzamos kötésnél az áramok összeadódnak, tehát az inverter bemenetén:
11 A + 11 A = 22 A
Itt már nem paneláramról és nem egyetlen stringáramról beszélünk, hanem az inverter adott MPPT bemenetére érkező teljes áramról.
Most nézzük az inverter adatlapját. Tegyük fel, hogy az szerepel rajta:
Maximális MPPT bemeneti áram = 18 A
Ez egy hardveres korlát. Nem ajánlás, hanem az a határ, ameddig az inverter elektronikája biztonságosan terhelhető.
Ebben a példában a 22 A egyértelműen meghaladja a 18 A-es határt. Itt már nincs mérlegelés: a kialakítás nem megfelelő. Működhet ideig-óráig, de az inverter vagy korlátozni fog, vagy melegedni kezd, vagy hosszú távon károsodik. Ez tipikusan az a hiba, ami nem az első napon jelentkezik, hanem hónapokkal később.
Ilyenkor három szakmailag helyes megoldás létezik:
- a két stringet külön MPPT-re kötjük (ha az inverter ezt lehetővé teszi),
- csökkentjük a párhuzamos stringek számát,
- vagy olyan invertert választunk, amelynek nagyobb a bemeneti áramhatára.
A lényeg tehát: soros kötésnél az áram nem nő, párhuzamosításnál viszont igen. És amikor invertert választunk vagy stringeket tervezünk, mindig az MPPT-re jutó összes áramot kell összevetni az adatlap szerinti határértékkel és nem az egy panel vagy egy string áramát külön-külön.
Miért nem szabad 100%-ra tervezni?
A panelek árama is függ a besugárzástól és a hőmérséklettől. Erős napsütés és hideg levegő mellett az áram kissé magasabb lehet a névleges Impp értéknél. Ezért nem szerencsés pontosan az inverter áramhatárára tervezni. Ha a határ 20 A, akkor ne 19,9 A legyen a számolt érték. Egy kis tartalék hosszú távon sok problémát megelőz.
Mikor kell stringbiztosíték?
Ha három vagy több string van párhuzamosítva, akkor hiba esetén a többi string visszatáplálhat az egyik hibás ágba. Ilyenkor a visszafolyó áram veszélyes lehet, ezért külön stringbiztosíték szükséges.
Két string esetén sok inverter belső védelme elegendő – de ezt nem szokásból kell eldönteni, hanem adatlap alapján.
Tipikus hibák a gyakorlatban
- A legtöbb probléma nem számolási hiba, hanem figyelmetlenség:
- csak a feszültséget ellenőrzik, az áramot nem
- megnézik, hány csatlakozó van az inverteren, de nem olvassák el az áramkorlátot
- különböző tájolású stringeket párhuzamosítanak
- összekeverik az Impp és Isc értékeket
