Оразмеряване на фотоволтаична система

Раздели целевата годишна консумация на специфичния добив на местоположението. В Румъния ориентировъчният добив е ~1100–1200 kWh, произведени за година за всеки инсталиран kWp, в зависимост от ориентацията, наклона и засенчванията.

kWp = годишна консумация (kWh/год.) ÷ специфичен добив (kWh/kWp/год.)

Броят панели се получава от инсталираната мощност, отнесена към мощността на един панел. Закръгля се нагоре, след което реалната мощност на системата се преизчислява за целия брой панели.

брой панели = (kWp × 1000) ÷ мощност на панел (Wp) → закръглено нагоре

Инверторът се избира чрез съотношение спрямо мощността на панелите. Типично 0,8–1,0; обичайно ~0,9, тоест леко „преоразмеряване” на панелите (oversize DC). Съотношение под 1 отрязва редките пикове през зимата/лятото, но увеличава общата годишна енергия; съотношение над 1 рядко е оправдано.

мощност инвертор (kW) = мощност панели (kWp) × съотношение (0,8…1,0)

От страната на постоянното напрежение токът на късо съединение е съвсем близо до работния, така че обикновен предпазител не може да различи повредата от нормалната работа. Затова кабелът на веригата се оразмерява с максимално допустимо токово натоварване поне 1,25 × Isc (STC) във всяка точка — условието, при което I7-2011 Art. 7.11.11 вече не изисква защита от претоварване на този кабел. Това не е наложен минимум за оразмеряване, а прагът, от който се прилага освобождаването.

I оразмеряване DC кабел = 1,25 × Isc (STC)

Батерията се оразмерява според средната дневна консумация и желания брой дни автономност. Собствената консумация (процентът енергия, използван директно в дома) влияе на реалната икономия — останалото се инжектира в мрежата. Всички стойности са ориентировъчни; окончателното оразмеряване се прави с производителя на оборудването.

Всички числа на етикета на панела са измерени при стандартни условия на изпитване (STC): 1000 W/m², температура на клетката 25 °C, въздушна маса AM 1,5. През лятото клетката стига 60–70 °C, през зимата −15 °C — и тогава напрежението вече не е това от етикета. Съществуват и условията NOCT (800 W/m², въздух 20 °C, вятър 1 m/s, отворена верига), които са по-близо до действителността.

Свързани в серия, напреженията се събират, а токът остава този на един-единствен модул; свързани паралелно, токовете се събират, а напрежението остава това на един модул. Условието и в двата случая: еднакви модули. В един стринг по-слабият модул определя тока на целия стринг — затова една-единствена засенчена клетка дърпа надолу целия ред.

PV оборудването от зоната на постоянното напрежение трябва да се счита под напрежение дори когато системата е разединена от страната на променливото напрежение (Art. 7.11.4) — панелите произвеждат, докато има светлина, и няма прекъсвач, който да ги спре. Заземяването на тоководеща част от зоната на постоянния ток е разрешено само ако съществува поне просто разделяне между зоната на постоянното и тази на променливото напрежение (Art. 7.11.3); това е условие за заземяването, а не общо задължение да има разделяне — инсталациите без разделяне са разгледани по-долу.

Когато инсталацията съдържа PV система без поне просто разделяне между зоната на променливото и тази на постоянното напрежение, дефектнотоковата защита, предвидена за защита при повреда чрез автоматично изключване, трябва да бъде тип B (Art. 7.11.7). Ако инверторът не позволява преминаването на постоянен ток на повреда, дефектнотоковата защита вече не е необходима (Art. 7.11.8).

За кабелите на PV веригите и на групите не се предвижда защита при претоварване, ако максималното допустимо токово натоварване на кабела е поне 1,25 × Isc (STC) във всяка точка (Art. 7.11.11). Защитните изравнителни проводници се полагат успоредно и във възможно най-плътен контакт с кабелите за постоянно напрежение, с тези за променливо напрежение и с принадлежностите им (Art. 7.11.25) — не „някъде наблизо“, а прилепени към трасето, за да остане контурът малък.

От страната на постоянното напрежение на инвертора се предвижда товаров разединител (Art. 7.11.23). За поддръжка на инвертора трябва да се предвидят средства за разделяне както спрямо постоянното напрежение, така и спрямо зоната на променливото напрежение (Art. 7.11.21).

Всички съединителни кутии — и на генератора, и на групите — носят предупредителен етикет, който показва, че тоководещите части вътре може да останат под напрежение и след разделянето на инвертора (Art. 7.11.24). Това е етикетът, който спасява онзи, който ще отвори кутията след две години, когато теб вече те няма там. DC кабелите на веригите, на групите и главният кабел се избират и полагат така, че рискът от земни съединения и от къси съединения да бъде сведен до минимум — на практика с едножилни кабели с обвивка (Art. 7.11.20).

Защитните мерки чрез използване на непроводими помещения и на местни изравнителни връзки не са позволени в зоната на постоянното напрежение (Art. 7.11.10); за защита при повреда се предпочита изолация клас II или еквивалентна (Art. 7.11.9). А модулите се монтират така, че да е осигурено отвеждане на топлината при максималната местна слънчева радиация (Art. 7.11.19) — не залепени за покривното покритие, колкото и спретнато да изглежда.

От страната на променливото напрежение захранващият PV кабел — този между клемите за променливо напрежение на инвертора и инсталацията на сградата — се присъединява към защитното устройство чрез автоматично изключване на токовите кръгове, захранващи използваното оборудване (Art. 7.11.6), а срещу късо съединение е защитен с устройство, разположено в главния кръг за променливо напрежение (Art. 7.11.13). Преведено на таблото: инверторът получава свой автоматичен прекъсвач, а не чифт кабелни обувки, завити направо на входните шини, защото „нали и без това инжектира“. С обувки на шината, при късо съединение по кабела за променливо напрежение не задейства нищо чак до предпазителя в главното електромерно табло — а той вече не е твой.

„При избора и пускането в експлоатация на устройствата за разделяне и управление, които се монтират между PV инсталацията и обществената разпределителна мрежа, обществената разпределителна мрежа трябва да се счита за източник, а PV инсталацията — за товар“ (Art. 7.11.22). Тази смяна на гледната точка изненадва мнозина, защото PV инсталацията произвежда и рефлексът е да я третираш като източник. Наредбата иска обратното и това има практически последици: очакваният ток на късо съединение, който апаратът трябва да издържи, идва от мрежата, а не от панелите (панелите дават малко над работния си ток), а ако апаратът има означена посока на захранване върху корпуса, захранването се взема откъм мрежата.

„Електрическото оборудване от страната на постоянното напрежение трябва да е подходящо за работното постоянно напрежение и ток“ (Art. 7.11.16). Това е членът, който се погазва всеки път, когато някой спести от разединителя. При променлив ток дъгата се гаси сама, защото напрежението минава през нулата сто пъти в секунда и дъгата остава без с какво да тръгне отново. При постоянен ток то не минава през нулата никога: разединител за 230 V AC, сложен на верига от 800 V DC, си отваря контактите, а дъгата остава закачена между тях и гори, докато нещо не се стопи. Затова апаратите за постоянен ток имат по-дълги дъгогасителни камери, понякога магнит за издухване на дъгата, и означена посока на свързване — която се спазва. А напрежението, по което ги избираш, е Uoc на веригата при минималната температура, а не това от етикета на панела.

Блокиращите диоди не са наложени от наредбата, но ако ги ползваш, идват с две условия: номиналното им обратно напрежение трябва да е 2 × Uoc (STC) на PV веригата, а диодите се свързват последователно с веригите (Art. 7.11.18). Множителят 2 е щедър запас именно защото при повреда диодът поема освен напрежението на своята верига и напрежението на групата, свързана паралелно. Калкулаторът на веригата по-горе ти дава числото директно, за конфигурацията, която си избрал.

„За да се сведат до минимум индуцираните от мълния напрежения, площта на всички кабелни контури трябва да бъде възможно най-малка” (I7-2011, Art. 7.11.14). На практика: плюсовият и минусовият проводник на една и съща верига вървят заедно, а не по заобиколни трасета.

Ако генераторът попада в защитената зона на съществуващата мълниезащитна уредба, остава да се спази разстоянието на разделяне спрямо нейните елементи. Курсът дава практическа стойност — поне 0,5 m се е оказало достатъчно при малките системи по къщите — но числото, което има значение, е разстоянието s, изчислено по Anexa 6.8, което расте с дължината на трасето и с избрания клас.

Ако не можеш да осигуриш тези 0,5 m, PV генераторът и мълниезащитната уредба се свързват помежду си с медна връзка минимум 16 mm²; по същия начин монтажната рамка се свързва към изравняването на потенциалите на къщата (правило за проектиране от курса). Нормативната проверка на разделителното разстояние s се прави на страницата за риск от мълния.