Prečo vôbec riešiť typ striedača
Striedač (invertor) je „mozgom“ fotovoltického systému – premieňa jednosmerné napätie z panelov (a prípadne batérie) na striedavé napätie pre spotrebiče a sieť. Voľba medzi on-grid, off-grid a hybridným striedačom zásadne ovplyvní investičné náklady, možnosti zálohy pri výpadku siete, mieru sebestačnosti, úspory na faktúrach aj budúcu rozšíriteľnosť.
Typy striedačov: definície a základné vlastnosti
- On-grid (sieťový) striedač: pracuje len pri prítomnosti distribučnej siete. Optimalizuje vlastnú spotrebu a prebytky posiela do siete. Bez batérie (alebo s externým DC/AC riešením pre batériu) neumožní fungovanie pri výpadku (žiadny ostrovný režim).
- Off-grid (ostrovný) striedač: funguje úplne bez distribučnej siete. Vyžaduje batériu a často aj generátor pre zimné obdobie alebo výkyvy. Vhodný pre chaty a objekty mimo siete.
- Hybridný striedač: kombinuje on-grid logiku s priamym DC pripojením batérie. Vie optimalizovať vlastnú spotrebu, zálohovať vybrané okruhy (EPS/Backup) a v prípade potreby bežať aj bez siete (v definovanom režime a výkonových limitoch).
Kľúčové parametre pri výbere
- Menovitý AC výkon (kW): musí zvládnuť špičkový odber prioritných okruhov alebo celej domácnosti.
- Počet a rozsah MPPT (V/A): ovplyvňuje, ako flexibilne môžete zapojiť stringy panelov (rôzne orientácie, dĺžky, nerovnomerné osvetlenie).
- Podpora batérií (napäťová úroveň, chemická kompatibilita, BMS komunikácia): pre hybrid/off-grid kritické.
- EPS/Backup výkon a prepínací čas (ms): určuje, či udrží v prevádzke citlivé spotrebiče pri výpadku siete.
- Účinnosť a vlastná spotreba: vysoká účinnosť pri čiastočných záťažiach a nízka stand-by spotreba zlepšujú ročnú bilanciu.
- Komunikácia a regulácia exportu (zero-export, dynamické limity): dôležité pri obmedzeniach distribútora alebo pre optimalizáciu taríf.
- Certifikácie a súlad s normami (anti-islanding, bezpečnostné normy): nevyhnutné pre pripojenie do siete a poistenie.
On-grid: kedy dáva zmysel
On-grid striedač je typické riešenie pre mestské domy a byty s dobrým prístupom k sieti, kde je cieľom znížiť spotrebu zo siete najmä počas dňa. Výhody:
- Nižšia vstupná investícia – bez batérie, jednoduchá inštalácia.
- Vysoká účinnosť – minimum konverzií.
- Jednoduchá prevádzka – menej komponentov, nižšie riziko porúch.
Obmedzenia:
- Žiadna záloha – pri výpadku siete je systém mimo prevádzky (povinná ochrana proti ostrovnému režimu).
- Závislosť od distribučných pravidiel – limity exportu, meranie a administratíva.
Off-grid: pre maximálnu nezávislosť
Ostrovné riešenie sa volí tam, kde sieť chýba alebo je nekvalitná. Výhody:
- Plná autonómia – nezávislosť od distribútora.
- Možnosť modulárneho rozšírenia – batérie, generátor, solárny a prípadne veterný zdroj.
Nevýhody:
- Vyššia investícia do batérií a riadenia energie.
- Prevádzková disciplína – manažment záťaží, sezónne obmedzenia a často nutnosť záložného generátora.
Hybrid: „najlepšie z oboch svetov“
Hybridné invertory sú dnes najuniverzálnejšou voľbou pre rodinné domy a menšie prevádzky. Umožňujú:
- Optimalizáciu vlastnej spotreby a peak-shaving – batéria vykrýva špičky.
- Zálohovanie (EPS) vybraných okruhov – chladnička, obehové čerpadlo, IT.
- Dynamiku podľa taríf – nabíjanie batérie v lacnej tarife, vybitie v drahej.
- Zero-export – prevádzka aj tam, kde nie je povolený vývoz do siete.
Trade-offom je vyššia cena a zložitejšie dimenzovanie batérie a EPS vetvy.
Porovnávacia tabuľka: on-grid vs. off-grid vs. hybrid
| Parameter | On-grid | Off-grid | Hybrid |
|---|---|---|---|
| Investícia | nízka | vysoká (batéria nutná) | stredná až vyššia |
| Záloha pri výpadku | nie | áno (z batérie) | áno (EPS/backup) |
| Úspory bez batérie | dobré cez deň | n/a | dobré, no plný potenciál s batériou |
| Zložitosť a údržba | nízka | vyššia | stredná |
| Flexibilita do budúcna | obmedzená | vysoká (ostrovný ekosystém) | vysoká (grid + batéria) |
Batérie: kapacita, chémia, cyklovanie
- Kapacita (kWh): orientačne 0,5–1,5-násobok dennej spotreby mimo slnečných hodín prioritných okruhov.
- Chémia: LiFePO₄ je štandard pre rezidenčné systémy (bezpečnosť, cykly 4 000+). NMC ponúka vyššiu hustotu, no s prísnejšími BMS pravidlami.
- Výkon (kW): musí pokryť súbeh spotrebičov na EPS vetve; pozor na continuous vs. peak.
- Hĺbka vybitia (DoD) a cykly: vyššia DoD skracuje životnosť; plánujte 70–90 % DoD podľa profilov.
Dimenzovanie: rýchly postup výpočtu
- Ročná spotreba (MWh) a profil (denné/večerné špičky, sezónnosť).
- Potenciál FV (m², orientácia, sklon) → navrhnite DC výkon (kWp) s ohľadom na MPPT rozsahy.
- Invertor = približne 0,7–1,0 × súčet kWp (miern e over/under-sizing podľa stratégie).
- Batéria = (večerná/ nočná spotreba kWh) × bezpečnostný faktor 1,2–1,5.
- EPS/Backup vetva = súčet prioritných okruhov (kW) + štartovacie prúdy (motory, čerpadlá).
Ekonomika: spätná návratnosť a TCO
- CAPEX: panely, invertor, batéria, montáž, projekt, revízia.
- OPEX: monitorovanie, prípadná výmena batérie po 10–15 rokoch, poistenie.
- Úspory: vlastná spotreba (priame nahradenie kWh), arbitráž taríf (lacná vs. drahá), zníženie rezervovanej kapacity cez peak-shaving (pri firmách).
Jednoduchý model: Návratnosť (roky) ≈ CAPEX / (ročné úspory z vlastnej spotreby + arbitráž taríf − OPEX). Hybrid s batériou skracuje návratnosť, ak je rozdiel taríf výrazný a profil spotreby umožní vysoké využitie batérie (cyklovanie 200–300×/rok a viac).
Scenáre použitia
- Rodinný dom v meste: hybrid so strednou batériou (5–15 kWh), EPS na chladničku, kúrenie/čerpadlo a IT; zero-export podľa podmienok distribútora.
- Chata mimo siete: off-grid s batériou 10–20 kWh a malým záložným generátorom; priorita účinných DC zariadení a obmedzenie vysokých štartovacích prúdov.
- Malá firma: hybrid 10–50 kW s batériou 20–100 kWh, peak-shaving v špičkových časoch, fotovoltaika na pracovnú dobu.
EPS/Backup: čo naozaj udržíte pri výpadku
- Determinujte kritické okruhy: chladnička/mraznička, obehové čerpadlá, svetlá, IT, zabezpečenie.
- Samostatný rozvádzač EPS so selektívnou ochranou a informáciou pre používateľov.
- Prepínací čas a kvalita sínusovky: citlivé UPS a elektronika môžu požadovať kratšie prechody a čistý sínus.
- Obmedzenia hybridov: nie všetky zvládnu štart veľkých motorov/tepelného čerpadla v ostrove; sledujte „surge“ parametre.
Optimalizácia výkonu a životnosti
- Orientácia stringov: východ-západ rozšíri využiteľné okno výroby a zníži špičky.
- Monitoring a aktualizácie FW: lepšie riadenie batérie, nové režimy (time-of-use, zero-export).
- Teplota batérií: udržiavajte odporúčané rozmedzie (typicky 10–30 °C); zvyšuje to počet cyklov.
- Energetický manažment: posuny spustenia spotrebičov do slnečných hodín (práčka, umývačka, ohrev vody).
Bezpečnosť a normové zásady
- DC istenie a odpínače pre každý string, správne prierezy vodičov a vedenie v chráničkách.
- Ochrana pred prepätím (SPD) na DC aj AC strane, uzemnenie a pospájanie.
- Požiarna bezpečnosť – montáž mimo únikové cesty, správne rozstupy a nehorľavé podklady podľa odporúčaní výrobcu.
- Revízia a dokumentácia – protokol pre poistenie a prípadné pripojenie do siete.
Budúca rozšíriteľnosť a interoperabilita
- Otvorené rozhrania (Modbus/TCP, RS-485, API) pre integráciu s domácou automatizáciou a HEMS.
- Kompatibilita s wallboxom – riadené nabíjanie EV podľa prebytkov.
- Možnosť doinštalovať batériu – overte, či výrobca podporuje rozšírenie kapacity a paralelné skrine.
Rozhodovací strom: čo zvoliť
- Potrebujete zálohu pri výpadku siete? Ak áno → hybrid alebo off-grid (podľa dostupnosti siete).
- Je sieť dostupná a administratívne povolený export? Ak áno a nechcete batériu → on-grid. Ak chcete flexibilitu a arbitráž taríf → hybrid.
- Ste mimo siete alebo je sieť extrémne nespoľahlivá? → off-grid s primeranou batériou a generátorom.
- Plánujete EV/tepelné čerpadlo/nové okruhy? → uprednostnite hybrid s dostatočným EPS výkonom a škálovateľnou batériou.
Typické chyby a ako sa im vyhnúť
- Poddimenzovaný EPS výkon – zohľadnite štartovacie prúdy (2–6× nominál).
- Nekompatibilná batéria/BMS – trvajte na oficiálne podporovaných modeloch a FW.
- Nepresný odhad profilu spotreby – aspoň 2–4 týždne merania pred návrhom batérie.
- Nedoriešený zero-export – vyžaduje merací modul (smart meter) a správne nastavenie invertora.
Modelový príklad (rodinný dom)
- Ročná spotreba: 5 MWh, denný profil: 40 % večer/nočná.
- FV pole: 6,5 kWp (V/Z orientácia), hybridný invertor 6 kW, 2 MPPT.
- Batéria: 10 kWh LiFePO₄ (užitočných ~9 kWh), EPS 3–5 kW na vybrané okruhy.
- Očakávaná vlastná spotreba z FV: 35–55 % bez batérie, 60–80 % s batériou podľa správania.
Zhrnutie a odporúčanie
Ak máte stabilný prístup k sieti a cieľom sú rýchle úspory s nízkou investíciou, zvoľte on-grid. Ak sieť chýba alebo je nespoľahlivá a požadujete maximálnu nezávislosť, riešením je off-grid s adekvátnou batériou a prípadne generátorom. Pre väčšinu rodinných domov a menších firiem je však najlepším kompromisom hybridný striedač – prináša vysoký podiel vlastnej spotreby, možnosť zálohy, arbitráž taríf a flexibilitu do budúcna.
