PhDr. Mgr. Jeroným Klimeš, Ph.D. 2025-03-08
Fotovoltaika pracuje s vysokým stejnosměrným napětím, tedy je nebezpečná až běda, takže bezpečnosti není nikdy dost. Pokud chceme dělat rozhodnutí podle napětí na panelech, například podle toho zda je ráno, večer ap. Potřebuje mít redukované napětí, které je nějak úměrné napětí na panelech. Toto redukované napětí by ale mělo být bezpečné, abychom se ho mohli bez obav dotýkat.
Jak tedy dostat z panelů testovací výstup, který má bezpečné napětí a nemůže nás zabít?
Předpokládám, že panely máte ochráněné pojistkami s odpínači a dále máte přepěťovou ochranou, tedy že pracujete s dráty až za touto ochranou. Pokud ne, tak nakonci souboru je povídání o jednom, kterého to nepřišlo levně.
Moje provazce (stringy) jsou vždy ze čtyřech panelů v sérii o maximálním napětí na prázdno okolo 280 V DC. Toto napětí potřebuji zredukovat tak max na 20V DC a uzemnit nulový vodič. Tedy následující schéma si musíte uzpůsobit podle svých panelů.
Z panelů si takto vyvedeme napětí přes dva odpory (R1 a R2) a hned za odporem R2 je uzemníme, tzn. tím je tento drát, tzn. 0 V, bezpečný a díky odporu R2 je dostatečně proudově oddělen od panelu. Ten tedy vyvedeme, jak potřebujeme daleko od panelů a můžeme na něj sahat, protože je uzemněn.
Pokud nechceme, aby napětí na svorkách podléhalo nahodilým výkyvům, tak vložíme navíc kondenzátor.
Kondenzátor, odpory R1 až R3 je třeba mít v hezké krabičce, aby se na ně nedalo nedopatřením sáhnout.
Teď musíme probrat dvě extrémní polohy: Tento vývod bez zátěže a tento vývod zkratovaný.
Vývod bez zátěže
Vyzkoušejte si sami simulaci pomocí Falstadovo simulátoru - https://www.falstad.com/circuit/ a zde je schéma ke stažení.
Text tohoto schématu můžete vložit do simulace, co běží na Falstadovo stránkách: Menu - File - Import from text a tam to schéma vložíte a mělo by vám to běžet.
Tento nezatížený vývod má díky odporu R3 maximální napětí 20 V a teče jím max 7 mA. Výkon 140 mW se lehce ztratí.
Vývod zkratovaný
Zkratovaný vývod má hodnoty podobné - max 7 mA a 7 mV, ergo žádný výkon.
V praxi tento vývod budeme připojovat k operačnímu zesilovači, takže tyto hodnoty bohatě stačí ke krmení měřících zařízení a můžeme jej vytáhnout z rozvodné skříně ven.
Celé zapojení je jednoduché a dá se spočítat pomocí Ohmova zákona. Je však třeba mu rozumět, protože za chyby se zde platí draze.
Otázky na chytřejší, než jsem já
Přemýšlel jsem, zda na vodič za R1 dát ještě ochrannou cívku do série, ale pak jsem si řekl, že tam stejně poteče tak marginální proud, že by se její ochranná funkce neuplatnila. Nevím, proto se ptám.
Další otázka - nenapadá vás něco, co jsem zde podcenil?
Závěrečné varování pro neopatrné
Mějte na paměti, že tuto stránku nenapsal eletrikář, ale psycholog. Kdo věří psycholům v otázkách elektrotechniky je magor, proto si to ověřte u vašich známých, kteří elektrice opravdu rozumí.
Někdy není radno věřit ani elektrikářům.