SunUp Energy

Vis daugiau žmonių Lietuvoje domisi galimybe patiems pasigaminti elektros energiją naudojant nedideles saulės elektrines. Populiarūs tampa 800W galios komplektai, kuriuos galima montuoti balkone ar ant žemės. Tačiau kartais turime 4 saulės modulius, o įsigytas 800W mikroinverteris turi tik 2 MPPT (maksimalios galios taško sekimo) įėjimus. Ką daryti? Nesijaudinkite, tai išsprendžiama! Šiame straipsnyje paprastai paaiškinsime, kaip saugiai ir efektyviai sujungti keturis modulius prie dviejų įėjimų mikroinverterio, atsižvelgiant į Lietuvoje galiojantį 800W galios ribojimą į tinklą.

Kas yra MPPT įėjimas mikroinverteryje?

Prieš pradedant, trumpai apie MPPT. Tai technologija, kuri leidžia mikroinverteriui „išspausti“ maksimalią įmanomą galią iš prie jo prijungto saulės modulio (ar modulių grupės), nuolat sekant optimalų įtampos ir srovės santykį. Jei jūsų mikroinverteris turi 2 MPPT įėjimus, tai reiškia, kad jis turi du nepriklausomus kanalus, galinčius optimizuoti energijos gamybą iš dviejų modulių grupių.

Sprendimas: lygiagretus jungimas

Norint prijungti 4 saulės modulius prie mikroinverterio su 2 MPPT įėjimais, standartinis ir dažniausiai vienintelis teisingas būdas yra sujungti modulius lygiagrečiai. Tai reiškia, kad:

1. Du moduliai bus sujungti lygiagrečiai ir prijungti prie pirmojo MPPT įėjimo.
2. Kiti du moduliai bus sujungti lygiagrečiai ir prijungti prie antrojo MPPT įėjimo.

Kodėl būtent lygiagretus, o ne nuoseklus?

Tai labai svarbus momentas, susijęs su įtampa ir srove:

• Lygiagretus jungimas: Kai du identiškus modulius sujungiame lygiagrečiai (pliusas su pliusu, minusas su minusu), jų bendra įtampa (V) išlieka tokia pati, kaip vieno modulio įtampa. Tačiau srovė (I) padvigubėja (susideda abiejų modulių srovės).
• Nuoseklus jungimas: Kai modulius jungiame nuosekliai (vieno modulio pliusas jungiamas su kito minusu), bendra įtampa (V) padvigubėja (susideda abiejų modulių įtampos), o srovė (I) išlieka tokia pati, kaip vieno modulio srovė.

Mikroinverteriai, ypač skirti mažoms sistemoms, turi gana griežtus maksimalios įėjimo įtampos apribojimus. Prijungus du modulius nuosekliai, bendra įtampa greičiausiai viršytų leistiną mikroinverterio MPPT įėjimo įtampos ribą, o tai gali nepataisomai sugadinti įrenginį. Tuo tarpu jungiant lygiagrečiai, įtampa lieka vieno modulio lygyje, kas dažniausiai telpa į mikroinverterio darbinį diapazoną, tačiau padvigubėja srovė – tai taip pat reikia patikrinti!

„Y” formos jungtys (šakotuvai)

Lygiagrečiam modulių sujungimui naudojamos specialios MC4 tipo Y formos jungtys (dar vadinamos šakotuvais arba skirstytuvais). Jums reikės dviejų porų tokių jungčių (iš viso 4 vnt.):

• Viena Y jungtis sujungs dviejų modulių teigiamus (+) laidus į vieną bendrą (+) išvadą.
• Kita Y jungtis sujungs tų pačių dviejų modulių neigiamus (-) laidus į vieną bendrą (-) išvadą.

Gautą bendrą (+) ir (-) išvadą prijungsite prie vieno mikroinverterio MPPT įėjimo. Tą patį pakartosite su kita modulių pora ir antruoju MPPT įėjimu.

Ar galima jungti galingesnius modulius nei 800W? TAIP!

Dažnai kyla klausimas: ar galiu prie 800W mikroinverterio jungti modulius, kurių bendra galia didesnė, pavyzdžiui, 4 modulius po 400W (viso 1600W)? Atsakymas – taip, galite, ir tai dažnai yra naudinga.

• Mikroinverteris Ribos Galią: Net jei bendra saulės modulių nuolatinės srovės (DC) galia viršija 800W, jūsų mikroinverteris yra protingas – jis vis tiek ribos atiduodamą į elektros tinklą kintamosios srovės (AC) galią iki savo nominalios 800W ribos. Šis galios „nukirpimas“ (angl. clipping) saulės piko metu yra normalus ir numatytas reiškinys.
• Kodėl Tai Naudinga? Nors piko metu dalis potencialios energijos bus prarasta, didesnė bendra modulių galia turi privalumų:
  • Mikroinverteris pasieks savo maksimalią 800W galią anksčiau ryte.
  • Jis palaikys maksimalią 800W galią ilgiau vakare.
  • Jis pagamins daugiau energijos debesuotomis dienomis ar esant prastesniam apšvietimui.
  • Galutinis rezultatas – didesnis bendras per dieną (ir per metus) pagamintos energijos kiekis, nepaisant galios nukirpimo piko metu.
• Įprasta Praktika: Toks modulių galios didinimas, palyginti su inverterio galia (kai DC galia > AC galia), yra gana įprasta ir rekomenduojama praktika saulės energetikoje, siekiant maksimaliai išnaudoti inverterio galimybes per visą šviesųjį paros metą.

Labai svarbu: įtampos ir srovės patikrinimas visada būtinas!

Nesvarbu, ar jūsų modulių bendra galia yra 800W, ar 1600W, įtampos (Voc​) ir srovės (Isc​) patikrinimas išlieka kritiškai svarbus!

1. Mikroinverterio specifikacijos:
   • Raskite MPPT įtampos diapazoną (pvz., 25V−55V).
   • Raskite maksimalią sistemos (arba įėjimo) įtampą (pvz., 60V). Šios įtampos viršyti negalima!
   • Raskite maksimalią įėjimo srovę vienam MPPT kanalui (pvz., 14A). Šios srovės viršyti negalima!
2. Saulės modulio specifikacijos (iš duomenų lapo – „datasheet”):
   • Raskite atviros grandinės įtampą (Voc​).
   • Raskite trumpojo jungimo srovę (Isc​).
   • Taip pat naudinga žinoti maksimalios galios įtampą (Vmp​) ir maksimalios galios srovę (Imp​).

Skaičiavimas lygiagrečiam jungimui (2 moduliai į 1 MPPT):

• Įtampa: Įsitikinkite, kad jūsų vieno modulio Voc​ yra:
  • Mažesnė už mikroinverterio maksimalią sistemos (įėjimo) įtampą.
  • Patenka į mikroinverterio MPPT darbinį diapazoną (pvz., 25V−55V).
• Srovė: Įsitikinkite, kad dviguba modulio Isc​ (2×Isc​) yra mažesnė už mikroinverterio maksimalią įėjimo srovę vienam MPPT kanalui.

Pavyzdys: Tarkime, turite 400W modulius su Voc​=48V ir Isc​=10.5A. Mikroinverterio MPPT diapazonas yra 25−55V, maksimali sistemos įtampa 60V, o maksimali įėjimo srovė vienam MPPT yra 25A.

• Įtampa: 48V yra tarp 25V ir 55V (tinka darbinis diapazonas) ir mažiau nei 60V (tinka maksimali įtampa).
• Srovė: 2×10.5A=21A. Tai yra mažiau nei 25A (tinka maksimali srovė). Tokiu atveju galite saugiai jungti du tokius 400W modulius lygiagrečiai prie vieno MPPT įėjimo, net jei bendra galia (1600W) viršija mikroinverterio išėjimo galią (800W).

Modulių išdėstymas skirtingomis kryptimis maksimaliam efektyvumui

Galimybė naudoti didesnės bendros galios modulius nei mikroinverterio išėjimo galia atveria puikias galimybes išdėstyti modulius skirtingomis kryptimis ir taip surinkti saulės energiją efektyviau per visą dieną.

• Kodėl tai veikia? Saulė per dieną juda dangumi. Jei visi moduliai nukreipti tik į pietus, jie maksimalią galią generuos tik apie vidurdienį. Nukreipus dalį modulių į rytus/pietryčius, o dalį – į vakarus/pietvakarius, jūs „pagausite“ daugiau rytinės ir vakarinės saulės.
• Pavyzdžiai:
  • Du modulius nukreipkite į pietryčius (optimalu rytinei saulei).
  • Kitus du modulius nukreipkite į pietvakarius (optimalu popietinei/vakarinei saulei).
  • Galima net išdėlioti modulius puslankiu, kad būtų padengtas platesnis saulės kelio kampas.
• Rezultatas: Toks išdėstymas, ypač derinamas su didesne bendra modulių galia (oversizing), padeda „išlyginti“ energijos gamybos kreivę per dieną. Nors vidurdienio pikas galbūt bus šiek tiek mažesnis (arba nukirptas iki 800W), bendra pagamintos energijos apimtis bus didesnė, nes energija bus generuojama efektyviau ilgesnį laiko tarpą.

Pajungimo žingsniai (supaprastintai)

1. Saugumas pirmiausia! Įsitikinkite, kad mikroinverteris atjungtas nuo elektros tinklo. Saulės moduliai generuoja pavojingą nuolatinę srovę (DC), kai yra apšviesti – dirbkite atsargiai, idealiai – ne saulėtą dieną arba uždenkite modulius. Naudokite tinkamas apsaugos priemones.
2. Atskirkite modulius į dvi poras (pora 1 ir pora 2 – tai gali būti, pvz., pietryčių pora ir pietvakarių pora).
   • Paimkite vieną Y jungtį (+) ir prijunkite prie jos abiejų pirmos poros modulių (+) laidų.
   • Paimkite kitą Y jungtį (-) ir prijunkite prie jos abiejų pirmos poros modulių (-) laidų.
   • Gautą bendrą (+) ir (-) išvadą prijunkite prie mikroinverterio pirmojo MPPT įėjimo (MPPT 1). Įsitikinkite, kad MC4 jungtys užsifiksavo (išgirsite spragtelėjimą).
3. Analogiškai prijunkite antrą porą: Pakartokite 3 žingsnį su antra modulių pora ir prijunkite prie mikroinverterio antrojo MPPT įėjimo (MPPT 2).
4. Patikrinkite jungtis: Įsitikinkite, kad visos jungtys tvirtos ir sandarios.

Ką daryti su šešėliais ir skirtingomis kryptimis? Tam skirti optimizatoriai.

Jei jūsų modulius dengia šešėliai ARBA jei jungsite į vieną MPPT įėjimą du modulius, nukreiptus skirtingomis kryptimis, galios optimizatoriai tampa ypač naudingi.

• Šešėlių problema: Net dalinis vieno modulio užšešėliavimas gali smarkiai sumažinti abiejų lygiagrečiai sujungtų modulių našumą tame MPPT kanale.
• Skirtingų krypčių problema: Kai du lygiagrečiai sujungti moduliai gauna skirtingą saulės spinduliuotės kiekį (pvz., vienas nukreiptas į rytus, kitas į pietus, jungiami prie to paties MPPT), MPPT valdikliui sunku rasti optimalų darbo tašką abiems moduliams vienu metu. Tai šiek tiek sumažina bendrą efektyvumą.
• Sprendimas – optimizatoriai: Įrengus po galios optimizatorių ant kiekvieno iš 4 modulių, kiekvienas modulis veiks nepriklausomai. Optimizatorius užtikrins, kad šešėlis ar skirtinga orientacija paveiktų tik tą konkretų modulį, o ne visą prie MPPT prijungtą porą. Tai leidžia išgauti maksimalią galią iš kiekvieno modulio individualiai, kas ypač svarbu sudėtingesnėse instaliacijose su šešėliais ar skirtingomis kryptimis. Nors tai brangesnis sprendimas, jis atsiperka didesne energijos gamyba.

Modulių pasirinkimas šešėliuotoms vietoms

Jei žinote, kad bus šešėlių, verta pasidomėti moduliais, pagamintais naudojant „half-cut” (pusinių celių) technologiją arba turinčiais daugiau kontaktinių juostelių (multi-busbar, MBB). Tokie moduliai yra šiek tiek atsparesni daliniam užtemdymui.

Svarbūs Patarimai ir Sauga

• Visada skaitykite gamintojo instrukcijas! Tiek saulės modulių, tiek mikroinverterio instrukcijose pateikiama svarbiausia informacija apie saugų montavimą ir eksploatavimą.
• Saugus darbas: Dirbdami su elektra, ypač nuolatine (DC) iš saulės modulių, būkite labai atsargūs. Jei nesate tikri dėl savo sugebėjimų, kreipkitės pagalbos į kvalifikuotą specialistą.
• Suderinamumas: Įsitikinkite, kad visos naudojamos jungtys (MC4) yra to paties tipo ir kokybiškos.
• Lietuvos reikalavimai: Atminkite, kad tokios mažos (iki 800W) elektrinės, jungiamos į standartinį kištukinį lizdą, turi 800W galios atidavimo į tinklą apribojimą. Priklausomai nuo situacijos, gali reikėti informuoti ESO apie įrengtą elektrinę. Pasidomėkite aktualiais reikalavimais ESO svetainėje. Šiuo metu (2025 m. balandis) tokioms mobilioms elektrinėms gali būti taikoma ir APVA parama.
• Konsultuokitės: Jei kyla bent menkiausia abejonė dėl jungimo schemos, saugumo ar suderinamumo – nerizikuokite. Pasitarkite su patyrusiu elektriku ar saulės elektrinių montuotoju.

Pabaigai

Prijungti 4 saulės modulius prie 800W mikroinverterio su 2 MPPT įėjimais yra ne tik įmanoma, bet ir leidžia lanksčiai planuoti sistemą. Galite naudoti galingesnius modulius (viršijančius 800W bendrą DC galią) ir išdėstyti juos skirtingomis kryptimis, kad maksimaliai padidintumėte per dieną sugeneruojamos energijos kiekį. Svarbiausia – visada kruopščiai patikrinti įtampos ir srovės suderinamumą bei, esant poreikiui (šešėliai, skirtingos kryptys), apsvarstyti galios optimizatorių naudą. Sėkmės jūsų saulės energijos projekte!