12:34

Sluneční elektrárna

Strojovna 15.12.2022 12:34

Když jsem strojovnu navrhoval, šlo do velké míry o experiment, neboť jsem neměl žádnou zkušenost s provozem domácí elektrárny. Proto je strojovna koncipována tak, aby případné úpravy, které vyplynou z provozní zkušenosti, byly co nejjednodušší.

Panel strojovny

Na obrázku 1 je 2D model panelu strojovny s rozvržením pozic hlavních přístrojů.

Obrázek 1 – 2D model panelu strojovny

Na obrázku 2 je skutečné provedení panelu strojovny.

Obrázek 2 – Panel strojovny

Měniče

Srdcem strojovny je trojice měničů Axpert MKS III 5000 – 48 určených pro ostrovní provoz, technické údaje měničů jsou uvedeny v technickém listu ZDE. Měniče umožňují následující provozní režimy:

• Třífázová točivá soustava, 3x5 kW
• Třífázová nesynchronizovaná soustava, 3x5 kW
• Jednofázová soustava, 1x15 kW v paralelním režimu
• Jednofázová soustava, 1x10 kW v paralelním režimu
• Jednofázová soustava, 1x5 kW

Elektrické zapojení silových výstupů měničů umožňuje přepínat tyto provozní režimy pomocí trojice dvoupólových vypínačů a jednoho sedmipólového vačkového přepínače na obrázku 3. Pro změnu režimu je třeba odstavit strojovnu, vhodnou kombinací vypínačů a vačkového přepínače nastavit požadovaný provozní režim, změnit parametr v nastavení měničů a případně připojit či odpojit synchronizační kabely mezi měniči. Změna provozního režimu trvá několik minut.

Obrázek 3 – Sedmipólový vačkový přepínač

Možnost přepínání provozních režimů zvyšuje odolnost proti poruše. Pokud by došlo k poruše jednoho nebo dvou měničů, bylo by možné do několika minut obnovit dodávku energie do domu bez zásahu do zapojení silové části strojovny a zachovat chod kritických spotřebičů, tj. oběhového čerpadla a lednice.

Pod každým z měničů je příslušná sekce, viz obrázek 4, která obsahuje jištění a obvod automatického připojení měniče k distribuční soustavě při poklesu napětí baterie pod nastavenou hodnotu.

Obrázek 4 – Sekce jištění měniče

Baterie

Bateriové pole na obrázku 5 je tvořeno dvanácti bateriemi Pylontech US3000C, technické údaje baterií jsou uvedeny v technickém listu ZDE. Bateriové pole je rozděleno do tří stejných skupin, každá skupina má svoji hlavní baterii komunikující s příslušným měničem pomocí rozhraní RS-485 a podřízené baterie, které sdílí svůj stav po interní sběrnici s hlavní baterií. Všechny baterie jsou na společném silovém potenciálu.

Obrázek 5 – Bateriové pole

Silová sběrnice baterie na obrázku 6 je vyrobená, protože se mi nepodařilo nalézt takovou sběrnici, která by vyhovovala mým požadavkům. Šíny o průřezu 150 mm2 jsou dimenzovány s velkou rezervou na proud 300 A.

Obrázek 6 – Silová sběrnice baterie

Řídící systém

Na obrázku 7 je spolu s ovládacím panelem sledovače slunce mozek řídícího systému sluneční elektrárny, programovatelný logický kontrolér (dále jen PLC) Mitsubishi FX5U, technické údaje PLC jsou uvedeny v technickém listu ZDE. PLC vykonává tyto úlohy:

• Řízení sledovače slunce
• Řízení teploty a vlhkosti ve strojovně
• Získávání provozních dat z měničů
• Sledování stavů důležitých prvků sluneční elektrárny
• Logování důležitých událostí sluneční elektrárny

Obrázek 7 – Programovatelný logický kontrolér

PLC komunikuje s ostatními prvky řídícího systému pomocí ethernetového switche na obrázku 8.

Obrázek 8 – Ethernetový switch

Ventilace

Ventilaci strojovny zajišťuje dvojice ventilátorů, jeden nasávací ventilátor a jeden odtahový ventilátor. Na obrázku 9 je nasávací ventilátor s nádobkou na případný kondenzát ve větrací trubce.

Obrázek 9 – Nasávací ventilátor

Teplota a vlhkost ve strojovně je měřena analogovým čidlem na obrázku 10, analogové čidlo je zapojeno do PLC.

Obrázek 10 – Čidlo teploty a vlhkosti