Optymalizator mocy, czyli jak zwiększyć sprawność działania fotowoltaiki?

optymalizator mocy

Zacienienie, nawet niewielkie powierzchniowo, sprawia że maleje ilość produkowanej przez fotowoltaikę mocy. Można to zmienić dzięki optymalizatorom. Jak działają i jakie są wskazania do ich zastosowania w praktyce? Przeczytaj artykuł!

Optymalizator mocy dla systemu fotowoltaiki jest najbardziej wskazany w przypadku niedopasowania prądowo-napięciowego w modułach. Do takiej sytuacji dochodzi, gdy jeden z modułów PV zaczyna pracować z niepełną mocą, np. w wyniku zacienienia. Wtedy dzięki optymalizatorowi można odciąć pojedynczy moduł lub sprawić, że będzie on pracował niezależnie względem innych, by pozostałe zachowały pełną moc i efektywność pracy dla całej instalacji fotowoltaicznej.

Czym jest optymalizator mocy?

W instalacjach fotowoltaicznych służących do produkcji prądu z promieniowania słonecznego dzięki specjalnym ogniwom (instalowanym głównie na dachach budynków) liczy się odpowiednie wyeksponowanie paneli na wpływ promieniowania słonecznego. Jeśli w pewnym momencie dnia na takie panele pada cień z pobliskiego drzewa, innego budynku lub obiektu, wówczas maleje ich moc. Można temu przeciwdziałać, stosując optymalizatory. Fotowoltaika dzięki nim osiąga wyższe uzyski energii, szacowane na od kilku do nawet kilkudziesięciu procent.

Optymalizator mocy PV – za co odpowiada?

Optymalizator mocy jest niewielkim urządzeniem elektronicznym – dodatkowym wyposażeniem instalacji PV. Montuje się go przy modułach fotowoltaicznych lub bezpośrednio w puszkach połączeniowych modułów. Odpowiada za regulowanie i ograniczanie niedopasowania prądowo-napięciowego w fotowoltaice. Optymalizator fotowoltaiki jednocześnie wymusza pracę w punkcie mocy maksymalnej na poziomie każdego pojedynczego modułu. Jeśli w instalacji fotowoltaicznej jest zainstalowany optymalizator mocy, wówczas moduły zintegrowane z takim urządzeniem są określane mianem modułów typu smart.

Jak działa optymalizator mocy?

Wiesz już, czym właściwie jest optymalizator. Fotowoltaika z takim urządzeniem może działać sprawnie, ale w jaki sposób? Kiedy do instalacji dołączony jest optymalizator, to zaczyna on szukać punktu mocy maksymalnej na poziomie pojedynczego modułu PV. Kiedy go znajdzie, jego zadaniem pozostaje obciążenie go w sposób optymalny, stąd też i jego nazwa. Zapewnia on w zastanych warunkach otoczenia i oświetlenia największą możliwą moc wyjściową, bez względu na to, jaki prąd i napięcie wytwarzają pozostałe moduły znajdujące się w instalacji w tym samym szeregu.

Zobacz też:  Ile zarabia monter fotowoltaiki i na czym polega jego praca?

Co dzieje się bez optymalizatora prądu?

Dzięki pracy optymalizatora mocy PV moduły działają sprawniej w tym samym otoczeniu, dzięki czemu są w stanie wyprodukować większą ilość energii. Bez optymalizatora w przypadku zacienienia na module PV zmniejsza się prąd generowany przez niego. Jeśli jest on połączony w szeregu z innymi modułami, niestety wpływa negatywnie na pracę sąsiednich elementów i może przełożyć się to na spadek prądu na całym szeregu modułów. Ostatecznie diody obejściowe mogą odciąć moduł pracujący nieefektywnie.

Wpływ najsłabszego ogniwa na moduł

W przypadku gdy instalacja PV składa się z kilku modułów smart połączonych szeregowo, to na wydajność całej fotowoltaiki pracuje każdy z nich. Jeśli choć jeden jest zacieniony np. w 10 procentach, to wszystkie mocniejsze, niezacienione moduły PV dostosują swoją pracę do modułu słabszego. W takim układzie wszystkie będą pracowały z równomiernie rozłożoną mocą, a system nie będzie produkował tyle prądu, ile by mógł bez zacienienia jednego modułu. Jego moc nominalna będzie więc mniejsza.

Zacienienie a moduły smart z optymalizatorem

Diody obejściowe mogą kompletnie odciąć zacieniony moduł, przez co moc uzyskiwana z niego będzie zerowa, a niezacienione będą mogły rozwinąć swoją pełną moc nominalną, dzięki czemu cały system fotowoltaiczny na tym zyska. W przypadku wykorzystania modułów smart z optymalizatorem mocy, każdy z nich ma szansę działać z mocą zoptymalizowaną pod kątem danych warunków. Zacienienie obniży moc tylko jednego modułu w szeregu, a nie każdego po kolei. W wyniku tego moc nominalna całego systemu nie będzie znacząco niższa.

Kiedy warto zastosować optymalizator?

Podstawowym uzasadnieniem stosowania optymalizatorów fotowoltaiki jest częściowe zacienienie ogniw w instalacji i niedopasowanie prądowo-napięciowe na modułach PV. Jednak musisz wiedzieć, kiedy jeszcze zastosowanie optymalizatora jest logicznie uzasadnione. Będzie to miało sens wtedy, gdy:

  • nierównomiernie starzeją się ogniwa w instalacji fotowoltaicznej;
  • występuje punktowe zabrudzenie ogniw;
  • moduły fotowoltaiczne są montowane na różnych płaszczyznach dachu; wielospadowego, co może prowadzić do nierównomiernego, jednoczesnego; naświetlania ogniw fotowoltaicznych promieniowaniem słonecznym;
  • producenci modułów PV stosują tolerancję parametrów prądowo-napięciowych;
  • nierównomiernie nagrzewają się całe moduły PV oraz ogniwa znajdujące się w nich;
  • dochodzi do uszkodzenia diod obejściowych lub ogniw w modułach PV;
  • występują refleksy świetlne i załamanie promieni słonecznych na krawędzi chmur.
Zobacz też:  Magazyn energii do fotowoltaiki – schowaj prąd na później

Dzięki dołączeniu do instalacji optymalizatorów fotowoltaiki można regulować pracę modułów PV dla uzyskania największej efektywności systemu. Jako użytkownik instalacji z optymalizatorami energii masz możliwość monitorowania działania poszczególnych modułów z osobna, a nie tylko całego systemu gromadzenia i przetwarzania energii słonecznej.

Ile kosztuje optymalizator mocy?

Cena pojedynczego urządzenia – optymalizatora mocy PV – to około 200 zł za sztukę. Niskim kosztem można więc wyposażyć swoją fotowoltaikę w optymalizatory energii, które przyczynią się do skutecznego zredukowania strat energetycznych spowodowanych zmniejszoną wydajnością pracy. Optymalizator nie tylko będzie kontrolował działanie całej instalacji, lecz w razie awarii jakiegoś modułu prześle do użytkownika również raport o zmianach.

Ile kosztuje zestaw optymalizatorów?

Każdy pojedynczy moduł powinien być połączony z jednym optymalizatorem mocy. Cena za każdy wynosi średnio 200 zł, dlatego przy instalacji z na przykład ośmioma modułami PV potrzebujesz ośmiu optymalizatorów, które podniosą koszt całej fotowoltaiki na dachu twojego domu o 1600 zł.

Dostępne są również droższe optymalizatory mocy – koszt pojedynczego urządzenia wysokiej klasy to 300-400 zł. Trzeba zawsze dopasować takie rozwiązania do inwertera (falownika) pracującego w danej instalacji.

Kiedy nie ma potrzeby stosowania optymalizatorów mocy?

Wiesz już, w jakich sytuacjach warto zainstalować optymalizator fotowoltaiki, a raczej: w kilka optymalizatorów dla modułów PV. Są jednak też takie instalacje, w których nie znajdują one zastosowania. Można z nich zrezygnować bez straty dla sprawności i efektywności działania systemu fotowoltaicznego, jeśli panele pracują na idealnie równym terenie, bez zacienienia, gdzie kąt padania promieni słonecznych na każdy z nich jest taki sam.Optymalizatory fotowoltaiki są niezwykle przydatnym elementem całego systemu, gdy jeden z paneli pracuje słabiej i naraża całą konstrukcję na stratę wydajności. W przypadku nierównomiernej pracy paneli jest to wręcz nieodzowna część instalacji fotowoltaicznej.

Zobacz też:  Jak działają kolektory próżniowe i czy warto w nie zainwestować?

Dyplomowany budowlaniec, utrzymujący się z układania słów w treści. Prywatnie miłośnik ogrodnictwa, zafascynowany odnawialnymi źródłami energii i szansą, jaką stają się dla naszej planety. W wolnych chwilach poświęca czas dobrej książce i aktywności fizycznej.

Podziel się opinią na temat artykułu

Dodaj Odpowiedź

EkoHub
Logo