V předminulém článku jsme se dozvěděli, jak funguje fotovoltaický panel, proto se dnes podíváme na další důležitou součást fotovoltaické elektrárny, a to polovodičový měnič, konkrétně střídač.
Úvod do střídačů
Solární panely vyrábějí elektřinu z energie slunce, ale tuto energii nelze přímo využít v domácnosti. Fotovoltaické panely generují stejnosměrný proud (DC), zatímco většina domácích spotřebičů, jako jsou světla, ledničky nebo televize, potřebuje střídavý proud (AC).
A právě zde vstupuje do hry střídač. Střídač je zařízení, které přeměňuje energii ze stejnosměrného na střídavý proud, aby ji bylo možné použít v domácí elektroinstalaci nebo dodávat do veřejné elektrické sítě.
Základní princip funkce střídače.
Co je to střídač?
Střídač je elektronické zařízení, jehož hlavní úlohou je přeměna stejnosměrného proudu (DC), který dodávají solární panely, na střídavý proud (AC), jenž můžeme využít v běžném domácím prostředí.
Jak probíhá přeměna?
Proces přeměny je založen na použití elektronických spínačů – nejčastěji tranzistorů. Tranzistor je základní elektronická součástka, která funguje jako spínač pro řízení proudu. V rámci střídače tranzistory periodicky mění směr proudu, čímž vytvářejí střídavý proud s pravidelnou frekvencí.
V Evropě má střídavý proud frekvenci 50 Hz, což znamená, že proud mění směr 50krát za sekundu. Při tomto procesu je klíčové vytvořit sinusovou vlnu, což je tvar střídavého proudu, který zajišťuje stabilní napájení spotřebičů. Sinusová vlna je hladká, pravidelná křivka, která je důležitá pro zajištění efektivního a stabilního přenosu energie.
Obr. 1_sinusová vlna
Střídač tedy musí být velmi přesný, aby zajistil, že výstupní střídavý proud má stejnou kvalitu, jakou bychom dostali z veřejné elektrické sítě.
Schéma střídače pro FVE
Níže vidíme základní schéma třífázového střídače, který se běžně používá ve fotovoltaických elektrárnách.
Obr. 2_schéma 3-f střídače
Stejnosměrný vstup
Kladná svorka P+ a záporná svorka N− představují vstupní stejnosměrné napětí. Kondenzátor C slouží k stabilizaci stejnosměrného napětí a zabraňuje jeho kolísání.
Polovodičové spínače (tranzistory)
Tranzistory (označené jako V1 až V6) se starají o rychlé přepínání stejnosměrného napětí, čímž vytvářejí střídavý proud. Důležitou roli zde hrají i diodové zpětné vazby (označené jako V11 až V16). Diody zde fungují jako ochrana: při vypnutí tranzistorů může dojít ke vzniku zpětného proudu, který by mohl poškodit ostatní součástky. Diody zajistí bezpečnou cestu pro tento zpětný proud, čímž chrání celý systém.
Závěr
Střídače jsou nepostradatelnou součástí solárních systémů, díky nimž může energie ze slunce pohánět nejen naše domácí spotřebiče, ale i průmyslové provozy či veřejnou infrastrukturu. Jejich technologický vývoj umožňuje stále účinnější přeměnu energie a jejich spolehlivost je klíčová pro široké využití obnovitelných zdrojů energie v budoucnosti.