Fotovoltické systémy, známe aj ako solárne elektrárne, sa v súčasnosti masívne inštalujú nielen do priemyselných parkov, ale čoraz častejšie aj na strechy rodinných domov a budov. Zatiaľ čo prinášajú energetickú nezávislosť a ekologické výhody, ukazuje sa, že ich prevádzka môže mať aj menej známe, no závažné technické dôsledky. Jedným z najvýraznejších je elektromagnetické rušenie (EMI). Ide o nežiaducu emisiu elektromagnetických vĺn, ktoré vznikajú pri činnosti určitých komponentov PV systému – najmä meničov – a ktoré môžu ovplyvniť citlivosť alebo funkčnosť rádiových prijímačov, krátkovlnných vysielačov a iných bezdrôtových komunikačných zariadení. Tieto interferencie môžu negatívne ovplyvniť nielen rádioamatérske pásma, ale aj komunikačné služby a navigačné systémy v širšom okolí.

Čo spôsobuje rušenie?

Najväčším zdrojom elektromagnetického rušenia v rámci PV systémov je jednoznačne striedač (menič). Ide o zariadenie, ktoré zabezpečuje premenu jednosmerného prúdu (DC) generovaného solárnymi panelmi na striedavý prúd (AC), použiteľný pre bežnú domácu alebo priemyselnú elektrickú sieť. Táto konverzia nie je jednoduchý proces – meniče používajú tzv. vysokofrekvenčné spínanie, čo znamená, že tranzistory v ich vnútri neustále spínajú elektrický obvod veľmi vysokou rýchlosťou (typicky v rozsahu 30 kHz až 100 kHz alebo aj viac).

Toto vysokofrekvenčné spínanie síce zvyšuje efektivitu premeny a znižuje rozmery komponentov, ale zároveň vytvára nežiaduce elektromagnetické vlny – rušenie, ktoré sa šíri nielen cez vodiče, ale aj vyžarovaním do priestoru. Vznikajú tzv. rušivé harmonické zložky a impulzné špičky, ktoré sa môžu dostať do okolitých zariadení, antén, alebo sa cez káble dostanú naspäť do elektrickej siete, kde sa môžu ďalej šíriť a spôsobovať problémy. Takéto rušenie je obzvlášť závažné pre zariadenia, ktoré pracujú v pásmach krátkych vĺn (HF) a môžu byť veľmi citlivé na elektromagnetické znečistenie.

Niektoré štúdie (napr. výskum publikovaný RSGB a ARRL) ukazujú, že aj inštalácie s certifikovanými komponentmi môžu emitovať rušivé signály v rozmedzí 3 – 30 MHz, pričom sa tieto signály môžu šíriť až do vzdialenosti niekoľkých desiatok metrov. V mestských zástavbách je tento efekt ešte silnejší kvôli odrazom od budov a kovových konštrukcií.

Graf: Typické spektrum rušenia z PV systému

Simulované spektrum rušenia fotovoltického meniča v pásme 0 – 30 MHz, ako ho môže zachytiť SDR prijímač. Viditeľné sú špičky rušenia na typických HF pásmach využívaných rádioamatérmi.

Graf zobrazuje simulované frekvenčné spektrum rušenia generovaného fotovoltickým meničom pri rôznych úrovniach zaťaženia, ako by ho zaznamenal SDR prijímač (Software Defined Radio) v rozsahu 0 – 30 MHz. Tento rozsah zahŕňa celé krátkovlnné pásmo (HF), ktoré je využívané nielen rádioamatérmi, ale aj rôznymi službami a systémami.

Základná hladina šumu sa pohybuje okolo –100 dBm, čo zodpovedá bežnému prostrediu bez rušenia. V grafe sú však jasne viditeľné výrazné špičky rušenia na konkrétnych frekvenciách – napríklad pri 3,5 MHz, 7,1 MHz, 14,2 MHz, 21,3 MHz a 28,5 MHz. Ide o pásma, ktoré často využívajú rádioamatéri, a ktoré sú typicky najviac postihnuté harmonickým rušením zo strany striedačov.

Tieto špičky sú spôsobené vysokofrekvenčným spínaním vnútri meniča, ktoré generuje široké spektrum rušivých signálov. Ich intenzita a presná poloha závisia od konkrétneho modelu meniča, kvality filtrov, ako aj dĺžky a vedenia káblov. Zaznamenané frekvenčné rušenie má pulzujúci charakter a často sa prejavuje ako praskanie, šumenie alebo kolísanie signálu v prijímači.

Najčastejšie zdroje rušenia:

• Nekvalitné alebo čínske striedače bez riadnych EMC filtrov
• Dlhé, netienené alebo zle uzemnené káble (napr. DC prívody z panelov)
• Chýbajúce alebo nefunkčné sieťové filtre na AC výstupe
• Zle navrhnuté uzemnenie, ktoré vedie k vytváraniu zemných slučiek
• Nesprávne vedenie káblov v plastových žľaboch bez tienenia
• Ignorovanie alebo nedodržanie noriem ako EN 61000-6-3/4, CISPR 11 (Class A/B)

Ako sa rušenie prejavuje?

• Slabý príjem rádiostaníc v pásmach AM (0,5 – 1,6 MHz), krátkych vĺn (3 – 30 MHz)
• Výskyt pravidelného šumu a pulzujúceho praskania v rádiách
• Narušenie komunikácie medzi bezdrôtovými senzormi, diaľkovým ovládaním
• Zhoršená presnosť alebo strata signálu v GPS prijímačoch v blízkosti PV inštalácie
• Výpadky alebo výkyvy vo Wi-Fi sieti (najmä pri vyšších výkonných sústavách)

Riešenia: Ako zmierniť EMI rušenie

• Použiť EMC filtre na AC aj DC strane striedača – odporúčané sú LC filtre, sieťové filtre s potlačením symetrických aj nesymetrických rušivých zložiek
• Skracovať káble, použiť tienené vedenie alebo kovové chráničky (vodiče nesmú byť voľne vedené pod strechou)
• Inštalovať feritové krúžky a tlmivky na DC prívody aj výstupy
• Uzemniť všetky súčasti podľa SPD schémy (Surge Protection Device)
• Investovať do certifikovaných zariadení s dokumentáciou o EMC zhode
• Vhodné je použiť SDR prijímač (napr. RTL-SDR, AirSpy) na analýzu lokálneho spektra a identifikáciu problémových frekvencií

Praktické tipy z praxe:

• Pri meraní rušenia sa odporúča odpojiť PV systém a porovnať úroveň šumu – rozdiely sú často očividné
• V prípade pochybností možno kontaktovať národný regulačný úrad alebo telekomunikačný dozor, ktorý má právo preveriť zdroj rušenia
• Rušenie sa môže šíriť aj po susedných objektoch – nie je výnimočné, že ovplyvní prijímač vzdialený aj 50 metrov

Prečo na tom záleží?

Rušenie z PV systémov nezasahuje len hobby rádioamatérov. Môže mať vplyv aj na:

• Krízovú komunikáciu (záchranné zložky, požarníci, armáda)
• Leteckú a lodnú navigáciu (najmä VOR, ILS, AIS systémy)
• Domáce bezdrôtové systémy (alarmy, meteostanice, IoT senzory)

EMI môže narušiť spoľahlivosť komunikačných sietí, bezpečnostných systémov a navigačných technológií. V najhoršom prípade môže viesť k porušeniu legislatívy o elektromagnetickej kompatibilite a k pokutám pre inštalatéra alebo prevádzkovateľa. Spolupráca medzi odbornou verejnosťou, výrobcami technológií, inštalatérmi a regulačnými orgánmi je preto kľúčová pre budúci rozvoj PV technológií bez negatívneho dopadu na elektromagnetické prostredie.

---

---

---