Optymalizatory modułów fotowoltaicznych

Panele fotowoltaiczne przynoszą wiele korzyści, tą główną są oczywiście oszczędności. Na ich prawidłową, wydajną pracę wpływ ma między innymi kąt nachylenia modułów oraz orientacja dachu i brak zacienień. Gdy już zdecydujemy się na tego typu inwestycję, najlepiej wybierzmy sprawdzonych, doświadczonych specjalistów, którzy dokładnie sprawdzą warunki montażowe i doradzą czy niezbędne będzie urządzeń podnoszących wydajność instalacji jak np. optymalizatorów mocy.

Czym jest optymalizator?

To przetwornik mocy na poziomie modułu (ang. Module-Level Power Electronics, MLPE). W instalacji fotowoltaicznej, która wyposażona jest w system MLPE, każdy z modułów wpływa minimalnie na pozostałe. Dzięki temu redukowane są wszelkie różnice w poziomie nasłonecznienia. Zacienienia, ekspozycja dachu, inne kąty nachylenia czy degradacja pojedynczych paneli pozostaje bez wpływu na resztę modułów w instalacji fotowoltaicznej.

Optymalizatory a mikroinwertery – jaka różnica?

Mikroinwertery pełnią tę samą funkcję co inwerter – przetwarzają prąd stały (DC) generowany przez panele słoneczne na prąd zmienny (AC), są instalowane przy każdym panelu fotowoltaicznym lub obsługują 2-4 moduły (w zależności od urządzenia). Mikroinwertery optymalizują pracę pojedynczych modułów lub ich par, dzięki czemu zwiększa się wydajność całej instalacji fotowoltaicznej. Ponadto pozwalają monitorować całkowitą wydajność systemu i energię generowaną przez każde ogniwo fotowoltaiczne. Rozwiązanie pozwala także łatwo rozbudowywać instalację. Niestety instalacje fotowoltaiczne z mikroinwerterami są stosunkowo drogie, a ich naprawa ze względu na umiejscowienie może być kłopotliwa.

Zalety:

• podwyższona wydajność pracy instalacji,
• niezależna praca każdego z modułów,
• łatwa rozbudowa instalacji,
• możliwość kontrolowania parametrów działania każdego z modułów z osobna pozwala na błyskawiczne wykrywanie nieprawidłowości.

Wady:

• w porównaniu do zwykłego inwertera utrudniona naprawa, ze względu na konieczność demontażu modułu,
• każdy moduł/para modułów musi być podłączony do mikroinwertera,
• zastosowanie mikroinwerterów oznacza dodatkowe urządzenie w systemie (więcej połączeń), co przekłada się na wyższe prawdopodobieństwo usterki,
• cena.

Optymalizatory w przeciwieństwie do mikroinwerterów, nie przetwarzają bezpośrednio prądu stałego na zmienny, lecz przesyłają go do głównego inwertera. Ich działanie optymalizatorów mocy polega na szukaniu punktu mocy maksymalnej na poziomie pojedynczego modułu PV i obciążenie go w sposób optymalny – czyli taki, który w danych warunkach oświetlenia zapewni na wyjściu największą możliwą moc, niezależnie od tego, jaki prąd i napięcie generują pozostałe moduły w szeregu. Jest to też rozwiązanie tańsze od instalacji fotowoltaicznych z mikroinwerterami.

Zalety:

• podwyższona wydajność pracy instalacji
• najsłabsze ogniwo nie wpływa negatywnie na te najmocniejsze,
• mogą być montowane jedynie na wybranych modułach (na takich gdzie występuje zacienienie),
• tańsze rozwiązanie.

Wady:

• zastosowanie optymalizatorów oznacza dodatkowe urządzenie w systemie (więcej połączeń), co przekłada się na wyższe prawdopodobieństwo usterki,
• wymagają zastosowania głównego falownika co ogranicza możliwość rozbudowy instalacji do mocy falownika.

Kiedy zastosować optymalizatory modułów fotowoltaicznych?

By panele działały prawidłowo muszą mieć jak najlepszy dostęp do słońca. Jeżeli nie możemy uniknąć stałego zacienienia instalacji, a nie ma innych możliwości montażowych np. na gruncie, można zastosować rozwiązania, które będą optymalizować pozyskanie energii ze słońca. Tym rozwiązaniem są właśnie optymalizatory, które zwiększą wydajność paneli w zacienionych instalacjach. Optymalizatory nie muszą być montowane na wszystkich panelach słonecznych, a jedynie wybranych, których działanie może nie być prawidłowe w wyniku zacienień. Dzięki temu całościowy koszt instalacji nie wzrośnie znacząco. Oprócz położenia modułów pod odpowiednim kątem nachylenia, na odpowiednio skierowanej połaci, w przypadku zacienień warto zastosować optymalizatory.

Podstawowym celem optymalizatorów jest minimalizacja negatywnych skutków zacienienia dla całej instalacji fotowoltaicznej. Urządzenia są najczęściej stosowane:

• gdy występuje stałe lub okresowe zacienienie modułu, nie możliwe do usunięcia,
• w przypadku instalacji z panelami PV na różnych płaszczyznach, pod różnymi kątami, gdzie promienowanie słoneczne dociera z różnym natężeniem,
• gdy zamontowana instalacja fotowoltaiczna składa się z paneli PV o zróżnicowanej wydajności.

Doświadczony specjalista, który realizował montaż instalacji na setkach dachów ma porównanie i będzie wiedział kiedy takie rozwiązanie będzie miało sens. Optymalizatory nie rozwiążą każdego problemu, dlatego należy rozważyć, czy będzie to dla Ciebie opłacalne.