D-Cube-H125 / H261 + Solis 125K — Ostrovní provoz / zálohování / generátor / paralelní zapojení
Verze dokumentu: V1.0 (2026-08-26) Použití: Výběr BESS / nabídkové řízení / realizace projektů pro scénáře ostrovního provozu + zálohování + generátor v EU Hybridní měnič: Solis S6-EH3P125K10-NV-YD-H (125 kW)
1. Tři režimy ostrovního provozu
| Režim | Spouštěcí podmínka | Hlavní zdroj napájení | Záložní zdroj napájení |
|---|---|---|---|
| Zálohování (vzájemná záloha síť-úložiště) | Výpadek sítě | Baterie → PV → generátor | — |
| Ostrovní provoz (plně ostrovní) | Bez sítě | PV + baterie + generátor | vše |
| Hybridní síťový provoz (běžný stav) | Síť v pořádku | PV → baterie / zátěž / síť | baterie + generátor |
2. Záložní výstup — 125 kW trvale + přepnutí < 10 ms
2.1 Klíčová fakta
- 125 kW je trvalý jmenovitý výkon, nikoli špičkový
- Přepnutí < 10 ms certifikováno testem G99 Type B (zpráva TÜV SÜD 704092514279-00)
2.2 Parametry zálohování 125K
| Parametr | Hodnota |
|---|---|
| Jmenovitý záložní výstupní výkon | 125 kW |
| Jmenovitý záložní výstupní proud (380 V) | 189,9 A |
| Jmenovitý záložní výstupní proud (400 V) | 180,4 A |
| Jmenovité výstupní napětí | 3/N/PE, 230 V / 400 V |
| THDv (při lineární zátěži) | < 2 % |
| Doba přepnutí zálohy | < 10 ms |
| Maximální mezifázová nevyváženost | 100 % |
| Maximální jednofázový výkon | 41,66 kW |
| Špičkové přetížení (špičková křivka) | 1,2× 100 s / 1,4× 10 s / 1,6× 200 ms |
| Frekvence | 50 Hz / 60 Hz volitelně |
2.3 Podrobný popis doby přepnutí
- Síť → ostrov (výpadek sítě): < 10 ms (automaticky)
- Ostrov → síť (obnova sítě): vyžaduje synchronizaci po ustálení V/f (řádově desítky sekund, v závislosti na stabilitě sítě)
- PV → baterie: interní přepnutí DC sběrnice, bez přerušení
- Generátor → baterie: řízeno prahem SOC, viz §7
3. Křivka přetížení
3.1 Přetížitelnost 125K
| Stupeň přetížení | 125K | Násobek zkrácení |
|---|---|---|
| 1,2 × (= 150 kW) | 100 s | zkráceno 6× |
| 1,4 × (= 175 kW) | 10 s | zkráceno 10× |
| 1,6 × (= 200 kW) | 200 ms | zkráceno 50× |
3.2 Důsledky pro návrh
- ❌ Zákazník spustí 200kW motorovou zátěž, jeden 125K vypne (i přes 10 s)
- ❌ Alarm
Over-LoadneboOV-ILLC(uživatelská příručka s. 78, 81) - ✅ 125K spustí 200kW zátěž na zablokovaný rotor → nutné rozdělit na 2 kusy
3.3 Rezerva návrhu pro klíčové aplikační scénáře
| Typ zátěže | Rozběhový ráz | Rezerva návrhu 125K |
|---|---|---|
| Odporová (elektrické topení, žárovky) | 1,0 × | ✅ dostatečná |
| Měkký start motoru (VFD) | 1,2–1,4 × / 5–10 s | ✅ OK |
| Přímý start motoru (DOL) | 5–7 × zablokovaný rotor | ❌ nutné VFD nebo rozdělení |
| Zákmity velkých transformátorů | 8–12 × / 100–200 ms | ⚠️ 1,6×/200 ms u 125K nemusí stačit, nutné měření |
| Nabíjení kondenzátorů UPS / PSU | 2–3 × / 50–200 ms | ❌ nepodporováno (> 1,6×) |
| Svařovací zařízení | 2–5 × | ❌ nepodporováno |
| Tepelná čerpadla (start kompresoru) | 3–5 × / 200 ms | ⚠️ opatrně, nutnost postupného startu po fázích |
4. Matice black-startu
4.1 Srovnání 5 zdrojů startu
| Zdroj startu | Podpora black-start | Podmínka |
|---|---|---|
| PV + baterie | ✅ doporučeno | standardní sekvence vlastní spotřeby |
| Pouze baterie (bez PV) | ✅ | SOC ≥ 5–10 % (dle výrobce baterie) |
| Pouze PV (bez baterie) | ✅ | povolit funkci režimu pouze PV se zátěží |
| Pouze generátor (bez PV, bez baterie) | ✅ | generátor nejprve nastartovat a ustálit, měnič se synchronizuje |
| Generátor + baterie | ✅ nejrobustnější | nejrobustnější pro britskou zimu |
5. Provozní pravidla ostrovního režimu
5.1 Uživatelská příručka
- Priorita toků výkonu PV: zátěž > baterie (bez dodávky do sítě)
- PV > zátěž + kapacita nabíjení baterie: měnič tvrdě ořízne PV (MPPT přímý limit, nejde o snižování frekvenčním posuvem jako u AC-coupled měničů)
- AC-coupled PV měnič (pokud existuje): musí být nastaven na režim "AC coupled" + hodnota frekvenčního odpojení > prahová hodnota nadfrekvence Solis
5.2 Nastavení prahové hodnoty nadfrekvence (50 Hz síť)
| Nastavení | Rozsah | Výchozí |
|---|---|---|
| Odpojení nadfrekvence | 50,1 – 54 Hz | 51,5 Hz (typicky) |
| Odpojení podfrekvence | 46 – 49,9 Hz | 47,5 Hz (typicky) |
- Proč je to důležité: Pokud AC-coupled PV měnič v ostrovním režimu není nastaven na "AC coupled", může vytvořit se Solis frekvenční smyčku, což vede k vzájemnému rušení měničů a kolapsu systému.
5.3 Příklad výkonové bilance v ostrovním režimu
Předpokládaná konfigurace skříně H125:
- Kapacita baterie: 261 kWh × 95 % DoD = 247,95 kWh využitelných
- Průměrná zátěž: 50 kW (den) / 80 kW (noc)
- PV špička: 100 kWp (jeden měnič podporuje max. 250 kWp)
- Maximální vybíjení baterie: 125 kW (jeden kus)
Typický denní energetický tok:
| Časové období | PV (kW) | Zátěž (kW) | Baterie (kW) | Generátor (kW) |
|---|---|---|---|---|
| 06:00–08:00 (časné ráno) | 0 | 50 | +50 (vybíjení) | vyp. |
| 08:00–12:00 (dopoledne) | 30–100 | 60 | -30 → +20 (nab.) | vyp. |
| 12:00–14:00 (poledne) | 100 | 70 | -30 → +20 (nab.) | vyp. |
| 14:00–18:00 (odpoledne) | 30–100 | 70 | -20 → +30 (nab.→vyb.) | vyp. |
| 18:00–22:00 (večer) | 0 | 80 | +80 (vybíjení) | vyp. |
| 22:00–06:00 (noc) | 0 | 50 | +50 (vybíjení) | vyp. při SOC > 30 % |
| Extrémní den (SOC < 20 %) | — | — | +80 | +80 (spuštěn) |
6. Tvrdé limity black-startu
6.1 Čtyři typy návrhů ostrovního startu, kterým se musíte vyhnout
❌ 1. Žádný black-start 100% motorové zátěže
- Stejná křivka přetížení platí i pro záložní režim
- 125K nedokáže z nuly spustit 200kW zátěž na zablokovaný rotor
- Návrh: velké motory s VFD, nebo rozdělení na 2 kusy 125K
❌ 2. Bez vestavěného transformátoru
- Solis 125K generuje 230/400 V přímo z DC sběrnice baterie přes IGBT
- Není výstup s izolačním transformátorem
- Citlivé zátěže (velké UPS / zdravotnické přístroje) vyžadují externí izolační transformátor
❌ 3. Black-start čistě PV bez baterie
- Nepodporováno (viz §4)
- Nutná konfigurace s baterií nebo záložním generátorem
❌ 4. Black-start jednoho kusu (paralelní scénář)
- U vícestrojového paralelního zapojení musí být nejprve zapnut Master, poté Slave postupně (uživatelská příručka §3.9.7 s. 35)
- Slave automaticky nezvolí nového Mastera
7. Integrace dieselového generátoru
7.1 Hardwarové rozhraní
Měnič disponuje 2 DO + 2 DI suchými kontakty:
| Svorka | Pin | Směr | Funkce |
|---|---|---|---|
| G-S (start generátoru) | 11, 12 | DO (výstup) | sepnutím povel START generátoru |
| G-V (ventil/běh generátoru) | 13, 14 | DO (výstup) | sepnutím povel RUN / převzetí zátěže generátoru |
| ATS | 5, 6 | DI (vstup) | detekce stavu externího ATS (odpojení/sepnutí sítě) |
| ATS-W | 7, 8 | DI (vstup) | detekce stavu sítě z adaptéru DC 12 V / 5 V |
7.2 Logika automatického startu
Klíčové pravidlo: Generátor je řízen prahovou hodnotou SOC baterie, nikoli stavem sítě.
| Nastavení | Rozsah | Výchozí | Chování |
|---|---|---|---|
| Generátor ON SOC (start) | 1 – 95 % | 20 % (typicky) | SOC klesne na tuto hodnotu → sepne G-S → start generátoru |
| Generátor OFF SOC (stop) | 35 – 100 % | 80 % (typicky) | SOC stoupne na tuto hodnotu → rozepne G-S → stop generátoru |
| Jmenovitý výkon generátoru | ruční zadání | — | musí se rovnat kW na štítku, slouží k omezení nabíjecího proudu |
⚠️ ON SOC musí být < OFF SOC (hystereze); jinak bude generátor cyklicky startovat a zastavovat. Minimální hystereze Solis = 15 procentních bodů (např. ON = 20 %, OFF = 35 %).
Britská zima + scénář s vysokou zátěží: doporučuje se hystereze ≥ 20 % — jinak může generátor nastartovat a zastavit 5–10× za den, což urychluje opotřebení.
7.3 Tři režimy Smart portu
| Režim | Použití | Spouštěcí podmínka |
|---|---|---|
| Vstup generátoru | režim diesel/bioplynový generátor | práh SOC sepne G-S |
| Výstup inteligentní zátěže | buzení inteligentní zátěže (tepelná čerpadla, odlehčovací zátěž) | výstup PV překročí práh (nastavitelný) |
| AC coupled | připojení stávajícího síťového PV měniče (retrofit) | ruční nastavení AC coupled + frekvenční odpojení |
Typická kombinace více režimů: současně povolen Vstup generátoru + Výstup inteligentní zátěže (Solis podporuje); v ostrovním režimu generuje, v síťovém režimu inteligentní zátěž vyrovnává přebytečné PV.
7.4 Pravidla výběru generátoru
| Položka | Limit | Poznámka |
|---|---|---|
| Kapacita (štítek) | bez tvisého horního limitu | Smart port zvládne větší |
| Maximální činný vstup | 125 kW | tvisý horní limit, Smart port omezí proud |
| Doporučený rozsah kapacity | 25 – 125 kW | doporučení výrobce |
| Fázové pořadí | L1↔L1, L2↔L2, L3↔L3 | obrácené pořadí → alarm + generátor nenastartuje |
| Uzemnění | kostra generátoru samostatně uzemněna + připojena na PE lištu měniče (ne na kryt měniče) | uživatelská příručka s. 37 jasně říká |
| Síťový jistič | při běhu generátoru musí být odpojen (nebo proudový chránič) | uživatelská příručka s. 37 jasně říká |
| Kompatibilita THDv | < 5 % (strana generátoru) | požadavek Solis |
7.5 Rozhodovací matice výběru
| Scénář zátěže | Doporučená kapacita generátoru | Konfigurace |
|---|---|---|
| Nouzové zálohování (50 % zátěž 8 h) | 50–80 kW | ON SOC 30 %, OFF SOC 80 % |
| Dlouhodobý ostrovní provoz při plné zátěži (125 kW) | 125 kW (tvisý horní limit) | ON SOC 20 %, OFF SOC 90 % |
| Pokrytí špiček (peak shaving / valley filling) | 25–50 kW (denní doplňování) | ON SOC 50 % (start pouze při vysokém SOC) |
| Zálohování při paralelním zapojení dvou kusů | 2 × 100 kW | ON SOC 25 %, OFF SOC 85 % |
| Britská zimní záloha | 25–50 kW + baterie | důraz na baterii, generátor jako nouzový |
8. Signálový řetězec start/stop generátoru
8.1 Podrobný postup krok za krokem
| Krok | Akce |
|---|---|
| 1 | SOC baterie klesne pod práh ON (např. 20 %) |
| 2 | Měnič sepne DO kontakt G-S |
| 3 | Startovací vstup generátoru přijme povel ke startu |
| 4 | Generátor se rozběhne, dosáhne jmenovitého V/f |
| 5 | Měnič přes Smart port pomocí zpětné vazby ATS / GV detekuje ustálený generátor |
| 6 | Měnič se synchronizuje s generátorem, odebírá až 125 kW |
| 7 | Přebytečné PV (pokud existuje) sníží zátěž generátoru; PV + generátor společně nabíjejí baterii |
| 8 | SOC baterie dosáhne prahu OFF (např. 80 %) |
| 9 | Měnič rozepne DO kontakt G-S |
| 10 | Generátor po dokončení chladicího časovače (specifický dle výrobce, obvykle 1–5 minut) zastaví |
| 11 | Systém se vrátí do režimu pouze baterie nebo pouze PV |
8.2 Časový rozpočet (typický)
| Fáze | Trvání | Kumulativně |
|---|---|---|
| 1–3: povel do START | < 100 ms | 100 ms |
| 4: rozběh generátoru → ustálení | 5–30 s | 30 s |
| 5: zpětná vazba do synchronizace | 1–5 s | 35 s |
| 6–7: synchronizace + zatížení | 1–5 s | 40 s |
| 8–10: nabití na OFF + chlazení | 5–30 min | 30 min |
| 11: návrat do režimu pouze baterie | < 1 s | 30 min |
Celkem: SOC klesne na ON → generátor převezme zátěž: přibližně 40 sekund Celkem: SOC se nabije na OFF → generátor zastaví: přibližně 5–30 minut
9. Paralelní zapojení více kusů
9.1 Horní limit paralelního zapojení
✅ Maximálně 10 kusů Solis 125K vzájemně paralelně (síť + ostrov) 10 × D-Cube-H125/H261 = 1,25 MW AC / 2,61 MWh na stanici > Pro 6 a více kusů doporučena skříň Solis STS
9.2 Konfigurace Master–Slave
| Položka | Master | Slave |
|---|---|---|
| Počet | 1 | max. 9 |
| Funkce | koordinace dispečinku PV / baterie / zátěže | příjem povelů od Mastera |
| Rozhraní EMS | jeden Modbus / SolisCloud | transparentně přes Master |
| HV baterie | nutná | nutná (párování 1:1) |
| Slave bez baterie | — | možné pouze pokoutí má Master dostatečně velkou baterii |
9.3 Komunikace paralelního zapojení
- Fyzické spojení: P-A, P-B stíněný kabel CAT5
- Sdílené informace:
- napětí/proud každého MPPT PV
- SOC / výkon baterie
- požadavek zátěže
- připojení/odběr ze sítě
- dispečerské povely (od Mastera)
- Topologie: celý cluster = jedno BESS pro nadřazený EMS
9.4 Zvláštní požadavky pro paralelní ostrovní provoz
| Položka | Požadavek |
|---|---|
| Pořadí black-start | nejprve zapnout Master, poté postupně Slave (uživatelská příručka §3.9.7 s. 35) |
| Délka komunikace | stíněný CAT5 P-A/P-B ≤ 100 m (typicky) |
| Synchronizace | hlavní synchronizační hodiny vede Master |
| Připojení generátoru | Smart port Mastera připojen na G-S/G-V |
| ATS | ATS / ATS-W připojeny na DI Mastera |
| Poruchový režim | Master offline → Slave automaticky nepřevezme řízení → systém zastaven, nutný ruční restart Mastera |
11. Časté chyby v návrhu
-
❌ Chyba 1: Použití propagovaných "2× / 200 ms" přímo pro návrh motorové zátěže
Správně: 125K nepodporuje 2×, horní limit je 1,6× / 200 ms. Pro návrh 200kW motorové zátěže je nutné rozdělení na 2 kusy 125K nebo použití VFD.
-
❌ Chyba 2: Konfigurace "pouze PV bez baterie" jako black-start řešení
Správně: Řídicí deska Solis 125K je napájena z DC sběrnice baterie, čistě PV bez baterie nelze spustit. Nutná baterie nebo záložní generátor.
-
❌ Chyba 3: Práh SOC ON > OFF nebo hystereze < 15 %
Správně: ON musí být < OFF, hystereze ≥ 15 % (minimum Solis). Pro britskou zimu doporučeno ≥ 20 %. Jinak generátor cyklicky startuje a zastavuje, 5–10× za den, za půl roku zničen.
-
❌ Chyba 4: Uzemnění generátoru připojeno na kryt měniče
Správně: Uživatelská příručka s. 37 jasně říká — kostra generátoru samostatně uzemněna + PE lišta (ne kryt měniče). Chybné připojení způsobí cirkulační proudy a vybavení proudového chrániče.
-
❌ Chyba 5: Při běhu generátoru není odpojen síťový jistič
Správně: Uživatelská příručka s. 37 jasně říká — při běhu generátoru musí být odpojen síťový jistič (nebo proudový chránič). Jinak zpětný tok do sítě — nezákonné + bezpečnostní incident.
-
❌ Chyba 6: AC-coupled PV měnič není nastaven na režim "AC coupled"
Správně: V ostrovním režimu může bez nastavení AC coupled vytvořit se Solis frekvenční smyčku a způsobit kolaps systému. Nutné nastavení AC coupled + frekvenční odpojení > práh nadfrekvence Solis (50,1–54 Hz).
-
❌ Chyba 7: Návrh PV přesahující 250 kWp (jeden 125K)
Správně: DC/AC > 2,0× není podporováno, lze pouze ořezávat špičky. 250 kWp je horní limit. Pokutí zákazník požaduje 260 kWp, nutné použít 2 kusy 125K.
-
❌ Chyba 8: Slave předpokládá, že automaticky převezme řízení při poruše Mastera
Správně: Když je Master offline, Slave automaticky nepřevezme řízení, systém se zastaví. Nutný ruční restart Mastera, Slave se zapnou postupně.
-
❌ Chyba 9: Křivka přetížení 80K / 100K použita pro 125K
Správně: 125K má výrazně slabší přetížitelnost než 80K / 100K. Technická specifikace v nabídce musí rozlišovat. Marketingové tvrzení "2×" platí pouze pro 75–100K.
-
❌ Chyba 10: V ostrovním režimu se pokus o veškerý PV výstup směřuje do sítě
Správně: V ostrovním režimu má PV přednost zátěž > baterie, bez dodávky do sítě (síť je odpojena, výstup není možný). Pokud je připojen AC-coupled PV, je nutná koordinace frekvenčním posuvem.
Příloha A: Klíčové termíny
| Termín | Definice |
|---|---|
| Black-start | Schopnost nastartovat systém z nuly bez externího napájení |
| Ostrovní režim | Režim provozu zcela oddělený od sítě |
| Záložní režim | Režim vzájemné zálohy síť-úložiště (normálně síťový, při výpadku automatické přepnutí) |
| G-S / G-V | start generátoru / ventil generátoru (DO suché kontakty) |
| ATS / ATS-W | vstup automatického přepínače |
| AMF | automatický panel pro výpadek sítě |
| Smart Port | víceúčelový port měniče Solis (generátor / inteligentní zátěž / AC coupled) |
| Řízení prahem SOC | start/stop generátoru je určen SOC baterie (nikoli stavem sítě) |
| Frekvenční posuv | AC-coupled PV měnič reguluje výstup změnou frekvence |
| VFD | frekvenční měnič (snižuje rozběhový ráz motoru) |