Sončne elektrarne predstavljajo sistem obnovljivega vira energije, kjer sončni moduli absorbirajo sončno svetlobo, jo pretvorijo v energijo ter pošljejo do razsmernika. Razsmernik je tako srce sončne elektrarne, saj pretvarja enosmerni tok, ki ga proizvedejo moduli v dvosmerni tok, ki se uporablja v gospodinjstvih in podjetjih za napajanje električnih naprav.
Sončni moduli ne morejo neposredno napajati naših električnih naprav, saj proizvajajo enosmerni tok, zato je nujno potrebno imeti napravo, ki omogoča pretvorbo toka v izmenični tok, ki napaja večino naprav. Razsmerniki ne le pretvarjajo energijo, temveč pogosto vključujejo tudi funkcionalnosti za optimizacijo delovanja sončnega sistema in zagotavljanja varnosti.
Ključna je predvsem učinkovitost razsmernika, saj bolj kot je razsmernik učinkovit, več električne energije lahko pretvori in omogoči njeno optimalno uporabo.
Kaj je solarni razsmernik?
Solarni razsmernik je naprava, ki pretvori enosmerni tok (DC), ki ga proizvajajo sončni moduli, v izmenični tok (AC), ki je potreben za delovanje gospodinjskih naprav. Ta pretvorba je ključna, ker večina električnih naprav v gospodinjstvih deluje na izmenični tok. Razsmernik deluje tako, da spremlja napetost in tok, ki prihajata iz sončnih modulov ter jih pretvori v ustrezno obliko za porabo.
Razsmernik v sklopu celotne sončne elektrarne deluje kot ključna naprava, ki usklajuje proizvodnjo in porabo energije. Poleg pretvorbe zagotavlja tudi optimalno delovanje sistema, saj spremlja napetost in tok, ki prihajata iz modulov, ter jih prilagaja za učinkovito in varno distribucijo energije.
Če sončni moduli proizvedejo več energije, kot jo trenutno potrebujemo, razsmernik omogoči, da presežek energije vstopi v električno omrežje ali se shrani v baterijah (če sistem vsebuje hranilnik). Razsmernik torej omogoča, da celoten sistem deluje učinkovito in usklajeno.
Zakaj je solarni razsmernik ključni del sončne elektrarne?
Razsmernik ima ključno vlogo v sončnih elektrarnah, saj brez njega sončni moduli ne bi mogli napajati gospodinjskih naprav. Gospodinjske naprave namreč delujejo z izmeničnim tokom , ki ga sami sončni moduli niso zmožni proizvesti; pretvorbo namreč izvaja prav razsmernik. Brez razsmernika bi torej sončni moduli proizvedli elektriko, ki je ne bi bilo mogoče uporabiti v vsakdanjem življenju.
Poleg osnovne funkcije pretvorbe energije razsmernik omogoča tudi optimizacijo in nadzor nad celotnim sistemom. S pomočjo naprednih funkcij razsmernik spremlja in prilagaja delovanje sistema. S tem želi iz sončni modulov pridobiti največjo možno moč.
Omogočeno je tudi spremljanje proizvodnje energije v realnem času, kar je uporabno predvsem za uporabnika sistem, saj lahko na preprost način prepozna, koliko energije proizvajajo sončni moduli. Vidne so tudi napake in pomanjkljivosti v sistemu, katere lahko hitreje odpravimo.
Kakovosten razsmernik prav tako zmanjšuje izgube pri pretvorbi električne energije, seveda pa se kljub temu pojavljajo le te. Z izboljšanjem tehnologije je sedaj učinkovitost razsmernika, je uporabljen v gospodinjah sončnih elektrarna je okoli 97%, kar pomeni, da se na vsakih 100 kWh izgubi do 3 kWh. Najbolj na učinkovitost razsmernika vplivata temperatura in obremenitev. Največja učinkovitost razsmernika je dosežena pri maksimalni delovni obremenitvi. Do težav z izgubami načeloma ne pride, dokler obremenitev razsmernika ne pade pod 25 do 30 odstotkov; pod to mejo učinkovitost močno upade.
Razsmernik ima tudi pomembno vlogo pri zagotavljanju varnosti sistema, saj vključuje funkcije kot so zaščita pred preobremenitvijo, kratkimi stiki in pregrevanjem. V primeru prenapetosti ali drugih težav v omrežju razsmernik preprečuje poškodbe drugih komponent sistema, saj zazna morebitne nevarnosti; sistem se lahko preventivno izklopi, da zaščiti sončne module, naprave in uporabnike pred poškodbami. S tem razsmernik zagotavlja varno in zanesljivo delovanje celotnega sistema.
Vrste solarnih razsmernikov in njihove prednosti
1. Centralni razsmerniki
Centralni razsmerniki so običajno izbira za sončne elektrarne na večjih industrijskih objektih. Prednost takšnih razsmernikov njihova cena in enostavna namestitev, saj je potreben samo en razsmernik za celoten sistem.
Ima pa centralni razsmernik slabost, da v primeru okvare le tega celoten sistem preneha proizvajati energijo. Slabša učinkovitost se kaže tudi, ko so moduli senčeni, saj to spet vpliva celoten sistem.
2. Omrežni razsmerniki
Omrežni razsmernik se uporablja pri sončnim elektrarnam namenjenim za gospodinjstvo, poslovne prostore in tudi industrijske objekte. Razsmernik pretvarja enosmerno napetost v trifazno izmenično napetost, vendar v primeru izpada omrežja ta ne more zagotoviti rezervne energije. Energijo predaja porabnikom, odvečno pa pošilja v omrežje.
Prav tako lahko prejme energijo iz omrežja. Je najpogosteje uporabljen razsmernik.
3. Mikro razsmerniki
Mikro razsmerniki so idealni za manjše sisteme, saj vsak modul deluje neodvisno, kar pomeni, da senčenje enega modula ne vpliva na druge. Prav tako se poveča splošna učinkovitost, vendar je njihovo vzdrževanje zahtevnejše zaradi večjega števila komponent.
4. Otočni razsmerniki
Otočni razsmernik je osnovna komponenta pri otočni sončni elektrarni. Deluje izključno z dodatkom baterije, saj celoten sistem nima povezave z omrežjem.
5. Hibridni razsmerniki
Hibridni razsmerniki so hibridi med omrežnimi in otočnimi razsmerniki. Delovanje je omogočeno z baterijo ali brez, prednost pred omrežnim pa je seveda to, da omogočajo priklop baterijskega sistema. Energija, pridobljena iz sončni modulov se po pretvorbi in dovede so porabnikov električne energije. Če porabniki energije ne potrebujejo, se ta ne vodi do hranilnika, kamor se lahko višek energije shrani in porabi ob nedelovanju sončne elektrarne ponoči, ko je energija za poganjanje gospodinjskih naprav še potrebna.
Višek energije lahko hibridni razsmernik tudi oddaja v omrežje. Hibridni razsmernik lahko deluje tudi kot otočni razsmernik, vendar samo s posebnim dodatkom, ki je lahko integriran v razsmerniku ali ločen od razsmernika.
Kako izbrati pravi solarni razsmernik?
Najbolj pomembna je izbira pravilnega solarnega razsmernika. Velikost razsmernika določimo glede na energetske potrebe oz. letne porabe električne energije. Temu primerno se določi velikost sončne elektrarne – moč v kW, ki jo določa moč in število modulov na strehi. Moč samo elektrarne je zato ključnega pomena za izbiro pravega razsmernika, saj mora le ta biti sposoben obdelati energijo iz vseh modulov, vključenih v sistem.
Ključnega pomena je tudi izbira kvalitetnega in zanesljivega razsmernika, saj je od tega odvisna tudi življenjska doba, predvsem pa učinkovitost sistema. Kvaliteten razsmernik mora zagotavljati stabilno delovanje sistema ter zmanjšati tveganje za morebitne napake ali okvare, ki bi lahko zmanjšale izkoristek sistema. Prav tako omogoča spremljanje in upravljanje sistema ter optimizacijo proizvodnje. Zato se je najbolje posluževati priznanih proizvajalec sončnih razsmernikov, pomembne pa so tudi garancijske dobe.
Cena razsmernika se razlikuje glede na njen tip (mikro, omrežni ali hibridni razsmernik), kakovost, proizvajalca in zmogljivost naprave. Večji je razsmernik, višja je cena (obstajajo tudi izjeme).
Upoštevati je pomembno, da ni vedno smiselno izbrati najcenejšega razsmernika, saj nizka cena lahko pomeni nižjo kakovost in krajšo življenjsko dobo. Želja je po kakovostnem razsmerniku z daljšo življenjsko dobo in večjo učinkovitostjo. Življenjska doba razsmernikov je med 10-15 let (takšna je tudi doba garancij), seveda pa se ob pravilnem delovanju in rednem vzdrževanju življenjska doba lahko podaljša.
Vpliv razsmernika na celoten sistem sončne elektrarne
Ustrezen razsmernik pomeni ključ za povečanje učinkovitosti sistema in posledično večje prihranke pri stroških energije. Kakovosten razsmernik omogoča, da se energija, proizvedena s sončnimi moduli, kar najbolje izkoristi, saj so izgube pri pretvorbi iz enosmernega v izmenični tok minimalne. Želimo si predvsem dobro pretvorbo v uporabno energijo, saj se tem zmanjšamo potrebo po energiji iz omrežja s tem pa zagotovimo manjše stroške na računu za elektriko.
Pametni razsmerniki omogočajo lastnikom sončnih elektrarn nadzor nad proizvodnjo. Tako se lahko spremlja in optimizira proizvodnjo energije preko aplikacije, ki si jo lahko uporabnik naloži na mobilni telefon. Spremlja lahko trenutno proizvodnjo, porabo iz sončne elektrarne in oddajo/odvzem in omrežja. Prav tako je vse zgoraj našteto grafično prikazano, tako da se hitro vidi doprinos sončne elektrarne. S pomočjo tega orodja se lahko hitro prepoznajo morebitne težave.
Razsmernik omogoča, da sončna energija, ki jo proizvede sistem, ne le napaja gospodinjstvo, ampak tudi omogoča priklop na električno omrežje. To je še posebej pomembno za samooskrbo z energijo, saj lahko lastniki sončnih sistemov porabijo svojo proizvedeno energijo, ko jo potrebujejo, medtem ko presežek energije pošljejo v omrežje.
V primeru presežka proizvodnje lahko razsmernik samodejno pošlje odvečno energijo nazaj v omrežje. Sistem deluje v dveh smereh: poraba lastne energije in oddaja presežka v omrežje, kar povečuje finančne prihranke in energetsko neodvisnost. Razsmernik tako pomaga optimizirati obratovanje sistema in omogoča enostavno sinhronizacijo z omrežjem, kar je ključnega pomena za dolgoročno delovanje in koristi uporabnika.
Pravilna izbira razsmernika, bodisi centralnega, mikro ali hibridnega, lahko drastično vpliva na splošno učinkovitost sistema, zmanjšanje izgub pri pretvorbi energije ter optimizacijo proizvodnje. Napredni razsmerniki z možnostjo spremljanja in nadzora v realnem času omogočajo lastnikom sončnih sistemov, da kar najbolje izkoristijo svojo naložbo, optimizirajo porabo energije in se izognejo napakam, ki bi lahko vplivale na delovanje sistema. Poleg tega pa kakovostni razsmerniki zagotavljajo daljšo življenjsko dobo in večjo zanesljivost sistema, kar pomeni manj stroškov vzdrževanja v prihodnosti.
Vlaganje v kakovostne razsmernike je tako ključnega pomena za dolgotrajno učinkovitost sončnega sistema.
