Součástí mých plánů souvisejících s přechodem mé FVE s 12V systémovým napětím na 24V je i posílení jižního pole panelů.

Historie

Mojí elektrárnu jsem spustila v prototypu v roce 2011 s dvojicí amorfních panelů na konstrukci na jižní terase domu (200Wp). To bylo relativně jednoduché – obnášelo to hlavně kabelovou trasu z terasy do technické místnosti v suterénu a hliníkovou konstrukci na zábradlí z L profilů. Můj dům je ovšem dost zastíněny stromy před ním, takže osvit těch panelů nebyl žádná hitparáda.

Proto jsem do roka od spuštění postavila stavbičku pro uskladnění sena, vzdálenou přes 30 metrů od domu na zahradě, navrženou současně jako konstrukci pro čtveřici amorfů. Tam už byl osvit delší. Tenhle projekt obnášel vykopání kabelové trasy od domu kolem 35 metrů dlouhé. V té době jsem byla ještě na PWM regulátoru, a moje elektrárna jela i na straně panelů s napětím baterie, čili napěťově velmi nízko s relativně vysokými proudy. Tehdy nebyla ovšem cena mědi tak vysoko jako dnes, a proto jsem mohla tuto trasu osadit 35mm2 vodiči. Z dnešního pohledu samozřejmě úplná šílenost, určitě konstrukční, která se mi vrací neustále dokola, protože 35mm2 už jen tak jednoduše nespojíte. Později, po pořízení MPPT regulátoru, jsem pak panely přepojila na 2s3p, dvě série na seníku plus ta původní na terase, a snížila tak proudy na půlku.

Přede dvěma lety jsem pak původní amorfy nahradila téměř 4x výkonnějšími monokrystaly, na seníku dva a na terase jeden, vše 3p s Voc nějakých 40V. Od té doby mi proudy do jižního regulátoru tečou kolem 30A, ve špičkách asi 35A, z toho po kabelu ze seníku dvě třetiny. S novým MPPT regulátorem Victron 150/100 dosahuji na jihu ve špičkách výkonu až 1,3kW do baterie, běžněji kolem 800W.

To je hezké, ale i tak s tím mám potíž nabít baterii, kterou mám v rámci přípravy na vyšší systémové napětí už 15kWh velkou. Maximální denní energii z celé mé FVE mám doposud 9kWh, z čehož do baterie doteče odhadem necelá polovina. Pravda, po výměně regulátoru se mi už baterku podařilo nabít až po dosažení balančního napětí (3,45V na článku), ale to asi jen dvakrát, baterie tedy odhadem tak na 95%. Stane se tak jen po sérii slunečních dnů, a těch není v roce mnoho. A to vše v situaci, kdy s měničem 1600VA nemohu živit náročné spotřebiče, jako čerpadlo, pračku ani klimatizaci.

Takže v dlouhodobém plánu mám logicky posílení výroby energie, i za cenu “přepanelování”, kdy část dostupné energie nebude využita. Nevyužité přebytky energie se nedají měřit, jen odhadnout na základě času, po který regulátory strávily v absorpci a floatu. Od doby posílení baterie o třetí paralelní bateriový pack v podstatě tento typ přebytků nemám. To jsou už dva roky, a po posledním upgrade baterie na 15kWh, a zejména poté, co se mi podařilo eliminovat zkreslení napětí baterií na regulátoru jižního pole jsem tento regulátor v absorpci ještě neviděla. Což tedy znamená, že jinak, než posílením výroby to nepůjde.

Počet panelů v sérii je dáno max. napětím na mých regulátorech (150V), což jsou tři 72-článkové panely. Nejmenší možné rozšíření je tedy postavení nové konstrukce na dvě série panelů, a pozdější úprava instalace panelů na seníku na tři panely místo původních dvou. V první fázi půjde tedy o 2400Wp na jižní konstrukci a později další 1200Wp na seník.

Panely

Panely jsem koupila ještě v zimě 2024 za velmi dobrou cenu 1500Kč za panel, šlo o panely Risen RSM40-8-400M v celočerném provedení, 41,30Voc (34,39Vmpp) a 11,64A Immp, Tyhle panely poskládám do dvou sérií, napětí pole bude tedy pod 150V při špičkových proudech z jižní konstrukce 22A a po připojení i třetí série na seníku později 33A.

Jižní regulátor, Victron 150/100 využije ve stávajícím 12V provozu maximálně 1300W, později, po dokončení přechodu na 24V odhaduju špičky něco málo přes 2500W. S plánovaným výkonem jižního pole bude tedy přepanelováno v první fázi o 100%, v druhé o 30%. Jak by to měl regulátor snést? Měl by, v datasheetu regulátoru je uvedeno max. zkratovací napětí PV vstupu 100A, čemuž se ani se třemi stringy ani nepřibližuji, potřebovala bych jich osm (skoro 10kWp), abych se dostala na 98A.

Pomůže mi přepanelování překlenout zimu? Nevím sice, jak se bude chovat string tří nových Risenů, ale můžu usuzovat ze svých dosavadních zkušeností a naměřených dat: Mám-li v nejhorších zimních měsících (prosinec a leden) denní průměr kolem 1kWh, mohla bych nově počítat se s něčím kolem 2,5kWh, což je hezčí, ale stačit to ani tak nebude.

Nosná konstrukce

Místo pro konstrukci jsem našla asi 15 metrů od seníku, kabeláž tentokrát provedu už jen 6mm2 vodiči, to musí stačit a dovedu ji k seníku, kde ji připojím na stávající kabel.

Nejdřív jsem si konstrukci namalovala, kvůli nedostatku vlastní 3d představivosti v Blenderu:

Rozměry jednoho panelu jsou 1754×1096, šířka nosné plochy pod panely bude tedy 3,3m (ve skutečnosti je to 3,4m, tato chyba v mých poznámkách mi později dost zkomplikovala život) a na výšku 3,5 metru, sklon 45° s orientací téměř na jih. Docela velká plachta. Základna čtvercová 2x2m, na zabetonované závitové tyče o průměru 24mm.

Nejdřív bylo třeba ale připravit pozemek, jde o kousek zarostlého a suchými větvemi zaházeného, neúrodného rozhraní meze a louky.

Protože od zimy pořádně nezapršelo, bylo celé jaro velké sucho a větve nebylo možné spálit, proto jsem si pozvala kluky z dědiny, kteří to vzali zgruntu těžkou technikou.

Po jejich zásahu vypadá uvolněný plácek bez trávy sice smutně, ale travní semeno už čeká v bedně na trochu deště a ještě do prázdnin se to tam jistě hezky zazelená.

Pak přišla fáze budování základů, jako vždy pracnější, než to vypadá v hlavě před realizací. Peklo bylo už prosté vyměření rohových tyčí základny – pozemek je v relativně velkém svahu, kdy výškový rozdíl mezi přední a zádní stranou základny je před 30cm a rovné to není ani v kolmé orientaci. Laserovým liniovým vyměřovačem neoplývám, takže úplně rovně to teda není, horní část mi ujela jedenáct čísel doprava. Tesař si s tím ale určitě poradí.

Materiálu z pily nebylo mnoho, brzo se ukáže, zda jsem si to spočítala správně. Zapotřebí bude několik kusů hranolu 100×100 a latí 50x60mm.

Tesař si samozřejmě na centimetry nehrál, za pár hodin měl hotovo:

A ukázala se chyba návrhu – latě jsou pro tento účel příliš fórové a hodně pruží, měly to být krovy. Moje chyba, ale ani to dřevo není žádná sláva. Uvidím ještě, jak to se to zpevní po osazení profily, a zda to bude pružit i pod panely. Pokud ano, zpevní se to ještě. V každém případě, konstrukce v tomto stavu vypadá přesně jako model.

Profily

Profily mi kolegové solárníci pro tento účel doporučili nikoliv ty standardní, ale typ HNP5, který se bude dát jednodušeji přišroubovat na nosné latě.

Sehnala jsem 4,3m dlouhé v Elkovu v blízkém městečku, a vymýšlela jsem, jak je převést autem. Vymyslela jsem, že je na potřebnou délku zkrátím přímo tam, ale nemaje aku flexu, byla jsem odkázána na ochotu maníků v obchodu. V Elkovu mi to říznout odmítli, tak jsem skočila do blízkých stavebnin, kde už byli ochotnější.

V hlavě jsem měla míru 3,3m, tak, jak to mám napsáno o pár odstavců výše. Borec to říznul, do auta se to vlezlo docela bezpečně, sice s pootevřeným kufrem, ale nic nepřečnívalo. Plna radosti jsem lišty dovezla domů a na staveniště. Položila jsem je na konstrukci – a profily kratší. Začala jsem horečně přemýšlet, kde se stala chyba – a jistě, 1096mm (šířka panelů) x 3 = 3288mm, tedy 3,3m, jenže nutno ještě pamatovat na přesahy pro krajní úchytky a na místo pro středové úchytky. takže konstrukci mám správně širokou 3,4m. Chyba, která bude stát čas a zkomplikuje montáž. Spraví se to prodloužením – rozříznutím v místě, které je pod panelem, a vloží se tam železná pásovina, která se k oběma dílům profilu přišroubuje.

Ano, prodloužení lišt a jejich montáž trvala asi tři hodiny, při montáži panelů nebylo za hodinu už co dělat. Spoj sice není hezký, ale drží a funkci hospodáře plní zcela.

Výsledek je uspokojivý, kupodivu to na těch lištách drží docela dobře, nijak zvlášť to nepruží – ty příčné profily to celé pěkně ztužily. Ještě zatřu ty boční lišty a tato část je hotova.

Kabelová trasa a elektroinstalace

Celá konstrukce stojí za plotem, kabelovou trasu jsem vedla k seníku na zahradě. Kopat relativně kyprou zem za plotem se dalo jakž takž zvládnout, ale na zahradě samotné bylo skoro nemožné zapíchnout rýč. Pomohl krumpáč, ale pod borovicí zase spousta kořenů v cestě, které bylo třeba uřezávat. Dělala jsem na tom střídavě několik dní, centimetr po centimetru. Vzpomněla jsem na heroické kopání před těmi lety, kdy jsem takhle za pomocí kamarádky vykopala celou tu trasu a domu až k seníku, mělkou sice, ale kabel je s chráničkou spolehlivě v zemi.

Naměřila jsem zhruba 15 metrů, přičetla jsem k tomu drobné zatáčky a především cestu ke krabicím na konstrukci i seníku, a koupila 18m chráničky a 18m 6mm2 kabelu. Chráničku měli jen příliš širokou, 45mm, naštěstí i takovou díru se mi nakonec podařilo stromečkem vyvrtat do krabic. V chráničce byla nylonová struna, takže jsem trubku vložila do vykopaného rygolu a přikryla v zemi a provedla uchycení na konstrukci opět provizorními příchytkami, protože klasické U-čka pro 45mm jsem nesehnala. No, drží to…

Pak jsem začala kabel protahovat. Šlo to příšerně pomalu, byla jsem na to sama, takže jsem za to odpoledne naběhala několik kilometrů, jak jsem se snažila střídavě tahat a nastrkovat kabel z druhé strany… Byly chvíle, kdy to vypadalo, že už to někde uvízlo, ale naštěstí byla ta šňůra i moje uchycení ke kabelům dostatečně pevné a vydrželo to i drsnější tah. Takže jakmile jsem uviděla konec kabelu, jak konečně vylézá z chráničky, opravdu jsem si oddechla. Přebývaly dva metry chráničky a kabelů. Zbytek kabelů jsem použila pro propojení stringů do elektroinstalační krabice na konstrukci, a vyšlo to tak tak, kladný vodič jsem pro připojení jednoho stringu musela nakonec použít černý a přeznačit jej. Kupodivu MC4 se mi podařilo nacvakat pěkně, jen s jedinou ztrátou, kdy mi vodič vyklouzl z konektoru a zalisovalo se to naprázdno.

Oba stringy jdou na konstrukci do relativně malé krabice, do které jsem vsadila kousek DIN lišty a osadila ji osadila dvěma jističi, každý bude podle dobré praxe jistit jeden string. U dvou stringů by to ještě třeba nebylo, plánuju ale později přidat ještě string třetí. Do každého jističe použiju 16A pojistky – daly by se použít 12A, ale ty by při špičkách hřály. Taky se mi bude hodit bezpečně a pohodlně odpojit kabeláž kvůli pozdější manipulaci s elektrikou v seníku. Dál jsou v krabici ještě dva rozbočovací můstky pro spojení společného, nejištěného záporného pólu pole, a kladného pólu jednotlivě jištěných stringů. Čili žádná komplikovaná věc, jen samozřejmě se svou konstrukční indispozicí a stálým nedostatkem potřebného nářadí a materiálu zase hodně improvizace.

V seníku to bylo zapeklitější, a je to tam hodně divoké: do seníku vede stará trasu z domu, v pětatřicítce. Tohle hezky spojovat neumím jinak, než přes měděné šíny s metrickými závity s uchycením na kabelová oka, tak jak je to provedeno v PV rozvaděči. Zatím, do finálního rozšíření jižního pole na 3,6kWp, jsem to provizorně spojila šroubovacími oky, hrozné spoje, ale drží to. Aktuální dva panely na seníku jsem prostě jen odstřihla a konce vodičů zaizolovala. Panely odpojit nelze, protože jsou montovány do děr v prkenné střeše s bobrovkou, MC4 konektory jsou tedy nepřístupné.

Připojení

Před pracemi na krabici na seníku jsem vypnula jižní regulátor, odpojila od něj seník a terasu a nakonec jsem jej odpojila od baterie. Ještě před připojením v seníku jsem to proměřila, prozatím bez pojistek jižní konstrukce. Napětí naprázdno 119V na obou stringech, lišilo se to o pár set mV, polarita v pořádku.

Pak jsem to připojila v seníku k 35mm2 kabeláži do baráku, a sepla pojistky – v pořádku, jde to do domu.

Pak jsem připojila regulátor k baterii, připojila jej k novému poli. Regulátor si zapamatoval stav ručně vypnuto, a ukázal mi napětí pole naprázdno 118V, v pořádku. Zapnula jsem jej po páté odpoledne, bylo zataženo, v tu dobu bych měla výkon z terasy a seníku kolem 100W, nové pole dalo 400W. Takže super, hotovo.

Terasovou pojistku v PV rozvaděči jsem dala bokem a ten jistič asi nějak přeznačím, aby nehrozilo, že jej později omylem zavřu s pojistkou – nechci zjišťovat, co se stane, když propojíte 120V pole s 40V panelem.

Takže hotovo, další krok ke zvýšení energetické soběstačnosti mé domácnosti dosažen.

Další díly seriálu

<< FVE17: Nový rozvaděč PVSoukromý: FVE19: Bateriový rack >>