Faktory ovlivňující výnos fotovoltaických střídačů

Účinnost střídače

Velmi častým omylem při posuzování fotovoltaických střídačů je chybná úvaha o přímé úměře mezi účinností a energetickým výnosem (finančním ziskem). Na výnos má totiž ve skutečnosti vliv několik faktorů. Neznalý investor se obvykle podívá do datalistu měniče na hodnotu maximální účinnosti. Zde se ovšem jedná o účinnost laboratorní (obvykle v jednom bodě pracovní křivky), které v praxi střídač s vysokou pravděpodobností nikdy nedosáhne.

Informovanější investor se podívá na hodnotu evropské účinnosti, která má již větší vypovídací schopnost, ale stále se nejedná o kvalitní charakteristiku. Evropská účinnost se měří při různých zatíženích střídače (při 5%, 10%, 20%, 30%, 50% a 100% nominálního výkonu) a poté se vypočte jako vážený průměr. Největší váha v koši při počítání váženého průměru je však přisouzena účinnosti při středních hodnotách zatížení. Obdobnou metodiku hodnocení má např. i časopis Photon, kde se často uvádí jen zprůměrované výsledky při středních a vysokých hodnotách záření.

Tyto hodnoty jsou pro nás směrodatné při úvaze instalace fotovoltaiky v jižněji položených oblastech Evropy (Bavorsko, Itálie apod.). V klimatických podmínkách České republiky, kde je nízký podíl přímého slunečního záření a velký počet oblačných dnů, je nutné se také zaměřit na účinnost při zatížení střídače cca 0 - 30%. To je totiž rozmezí, při kterém střídače v ročním průměru u nás často pracují. Výjimkou jsou slunečné dny v zimě a nebo měsíce jako duben či květen, kdy je dostatek sluníčka, ale teploty nejsou vysoké.

Vliv okolní teploty

Teplota je dalším významným faktorem, který ovlivňuje správnou funkci střídače a panelů. Se zvyšující se teplotou klesá jednak výkon fotovoltaických panelů (typicky o cca 0,4% na 1°) a začíná také "temperature derating" střídače. Temperature derating znamená omezování výstupního výkonu zařízení kvůli ochraně před poškozením a kvůli prodloužení životnosti komponent. Správná instalace střídače je proto velmi důležitá. Instalujeme-li uvnitř budovy, pak do dobře odvětrávaných prostor (nedoporučuje se půda, prostory se špatnou cirkulací vzduchu apod.) a při venkovní instalaci nejlépe pod panely nebo do jiných stíněných prostor.

Optimalizace výnosu střídače fotovoltaické elektrárny

Jak již bylo uvedeno, vzhledem ke klimatickým podmínkám dosáhne investor v ČR nejvyšších energetických zisků obvykle v dubnu a květnu. Průměrný počet hodin solárního svitu (bez oblačnosti) se v ČR pohybuje v rozmezí 1400 h/rok až 1700 h/rok, což znamená v průměru asi jen 15% bezoblačných dnů v roce. Pro optimalizaci celoročního zisku je proto nutné se při volbě střídače podívat na křivku účinnosti při nízkých hodnotách záření, resp. při nízkém zatížení střídače. Investorům lze jen doporučit, aby se zašli podívat na nějakou instalaci v oblasti, kde plánují svoji vlastní elektrárnu provozovat. V ideálním případě je dobré získat alespoň roční provozní data. S výjimkou Jižní Moravy je ale víceméně možné počítat často s nízkým zatížením střídače v průběhu roku (za předpokladu obvyklého dimenzování DC strany vůči straně AC).

MPP tracker

Účinnost není jediným faktorem, který ovlivňuje energetické výnosy. Důležitý je také přesný MPP tracker, zařízení pro sledování bodu maximálního výkonu (MPP - Maximum Power Point), který musí efektivně reagovat na měnící se okolní podmínky. U dobrých střídačů neklesá hodnota účinnosti přizpůsobení MPP pod 99%, špičkové přístroje pracují s efektivitou 99,9%.

Někdy se také zmiňuje výhoda několika nezávislých MPP trackerů, z nichž každý "hlídá" jednotlivá fotovoltaická pole (stringy). V podmínkách České republiky je tato výhoda ale opět jen zdánlivá, protože architektura domků a střech v české kotlině není příliš členitá. Určité opodstatnění může mít systém více MPP trackerů (typicky 2) pouze při rozdělení fotovoltaických polí s orientací na jih a západ nebo při částečném zastínění. K částečnému zastínění by ale vzhledem k ceně investice vůbec nemělo dojít. Výjimkou může být částečné zastínění v zimě, kdy je slunce nízko nad horizontem a ztráty se dají oželet. Jiné zastínění je nepřípustné a je chybou projektanta.

Nové koncepce střídačů

Na trhu se objevila celá řada inovativních řešení znásobující výnos. Jako velmi efektivní řešení z hlediska zisku se jeví rozdělení střídače na více výkonových dílů, které se spínají podle množství dodávané energie a odpracovaných hodin. Střídač tak pracuje každodenně delší dobu (projeví se zejména ráno, večer a při polojasné obloze), s větší efektivitou a investor šetří na provozních nákladech (životnost) a minimalizuje provozní výpadky.

Při výběru střídače by měl investor vzít do úvahy také další faktory, mezi které patří:

• kvalitní, rychlý servis a záruky (provozní výpadek znamená automaticky finanční ztrátu),
• reference výrobce a instalační firmy i s ohledem na budoucnost (najdu svého dodavatele/výrobce na trhu za pár let?),
• jednoduchost instalace, obsluhy a případné opravy (za jak dlouho mi dodavatel střídač vymění nebo opraví a bude mít na mne čas?; mohu kontaktovat přímo výrobce?),
• třída krytí IP (vnitřní versus venkovní instalace),
• hlučnost (některé nekvalitní střídače jsou hlučné, a to může obtěžovat nejen uživatele, ale i blízké okolí),
• typ fotovoltaických panelů (v případě tenkovrstvých panelů/fólií nebo panelů složených z článků s kontakty na zadní straně obvykle musí investor použít střídač s transformátorem),
• datová komunikace a monitoring správného chodu zařízení (informace i zde znamenají peníze, protože při pozdním rozpoznání byť i dílčí chyby přichází investor zbytečně o výnos)