Falowniki fotowoltaiczne – poradnik. Czy mikroinwertery się opłacają?

Tradycyjne falowniki można podzielić na centralne oraz stringowe. Zazwyczaj napięcie DC po połączeniu szeregowym i równoległym wynosi 600~1500V. Następnie prąd stały DC jest przekształcany w przemienny AC i podłączany do sieci poprzez falownik centralny lub stringowy. Falowniki stringowe posiadają jednak pewne wady, które w przyszłości mają rozwiązać mikroinwertery. Niemniej trzeba sobie odpowiedzieć na to, czy mikroinwerter jest tego wart.

Falownik stringowy

Rozwiązanie systemowe z falownikiem stringowym jest odpowiednie dla rozproszonych elektrowni i dachowych systemów PV. Zazwyczaj system fotowoltaiczny na dachu posiada tylko jeden lub dwa falowniki łańcuchowe, w zależności od wielkości systemu słonecznego.

Zalety:

• falowniki stringowe są względnie tanie,
• mniejsza liczba błędów w okablowaniu, ponieważ jest mniejsza ich liczba, a tym samym mniej jest połączeń z modułami PV;
• łatwe rozwiązywanie problemów, ponieważ 1 lub 2 falowniki stringowe mogą łatwo zablokować lokalizację usterki.

Wady:

• bardziej podatne na wpływ środowiska, takie jak zacienienie w panelu szeregowym;
• trudniejsza rozbudowa;
• krótsza żywotność, gwarancja wynosi na ogół 5-12 lat;
• monitorowanie na poziomie modułu nie może być osiągnięte, a problemy spowodowane przez pojedynczy moduł mogą nie być skutecznie zbadane.

Szybkie wyłączanie + Inwerter Stringowy

Falownik jest najbardziej złożonym elementem elektronicznym w systemie PV, a także zdarza się, że jest tym, który zawodzi najczęściej. Szybkie wyłączenie + falownik stringowy jest powszechnie stosowaną metodą. W procesie konwersji DC do AC, napięcie DC dochodzi do setek woltów podczas pracy. Szybkie wyłączenie odcina prąd do poziomu bezpiecznego dla ludzi.

W ciągu ostatnich dwóch lat wiele krajów wyszło z przepisami wskazującymi, że w celu ochrony bezpieczeństwa osobistego strażaków w pracach ratowniczych, konieczne jest szybkie wyłączenie instalacji.

Optymalizator mocy + falownik stringowy

Jest to ulepszenie bazujące na jednym falowniku. Optymalizator mocy jest urządzeniem elektronicznym sterującym mocą prądu na wejściu i wyjściu. Poprzez szeregowe połączenie z modułami PV, przewidywana wielkość prądu i napięcia jest wykorzystywana do zapewnienia optymalnej pracy modułów. Zgodnie z zasadą pracy topologii buck, jest on używany do rozwiązywania wpływu elektrowni PV z powodu cieniowania, niespójnej orientacji lub różnic w specyfikacji elektrycznej modułu, aby zwiększyć generację mocy systemu.

Mikroinwertery - czy zrewolucjonizują fotowoltaikę?

Mikroinwerter to falownik PV z funkcją MPPT na poziomie modułu. Pełna angielska nazwa to micro PV on-grid inverter. Mikroinwerter to urządzenie, które bezpośrednio przekształca prąd stały generowany przez każdy moduł w prąd przemienny, a następnie podłącza do sieci.

Zalety:

• niezależne sterowanie MPPT może być wykonywane na każdym module, co znacznie poprawia ogólną wydajność;
• pełna konstrukcja AC, aby uniknąć niebezpieczeństwa spowodowanego przez wysokie napięcie DC;
• system może być swobodnie rozszerzany;
• monitorowanie na poziomie modułu;
• żywotność do 25 lat.

Wady:

• w porównaniu z falownikami stringowymi, koszt za wat mikroinwertera jest wyższy;
• trudne do zablokowania konkretne falowniki do wykrywania błędów ze względu na ich dużą liczbę, a także trudne do utrzymania i wymiany komponentów;
• nie nadaje się do miejsc z częstymi burzami.

Główną wadą mikroinwertera jest jego wyższy koszt jednostkowy. Jednak w rozproszonych systemach PV, takich jak przydomowe mikroinstalacje, po rozważeniu wyższej całkowitej wydajności systemu, obliczając LCOE (koszt kWh) lub IRR (wskaźnik zwrotu z inwestycji), ma więcej zalet niż falownik stringowy. A w ostatnich latach koszt mikroinwertera znacznie się zmniejszył.

Ogólnie rzecz biorąc, mikroinwertery, choć są wciąż "debiutantem" wśród falowników dzisiaj migą stanowić perspektywiczne rozwiązanie.

Wprowadzenie do mikroinwertera BENY i urządzeń wspomagających

Z maksymalną mocą wyjściową 721 VA, mikroinwerter BENY BYM550/BYM700 podłączony do 1 modułu działa z maksymalną mocą wyjściową 2940 VA. Mikioinwerter BENY BYM2800 podłączony do 4 modułów umożliwia konserwację na poziomie modułu i zarządzanie instalacją PV poprzez monitorowanie wytwarzania energii przez każdy moduł. 

Urządzenie monitorujące EMU

EMU działa jako urządzenie monitorujące. W przypadku zastosowania modelu BYR990, należy go wyposażyć w filtr LC.

Do jednego EMU można podłączyć do 8 mikroinwerterów. Jego główne funkcje to: poprawa efektu komunikacji PLC w sieci LAN, w której znajduje się urządzenie monitorujące i mikroinwerter oraz zapobieganie zakłóceniom spowodowanym przez szum sieci; filtrowanie zakłóceń sygnału komunikacyjnego PLC do sieci; unikanie przesłuchów między wieloma zestawami jednostek EMU i systemami mikroinwerterów, które wpływają na efekt komunikacji.

Optymalizator równoległy BYPO

BYPO-2 jest optymalizatorem równoległym PV. Użytkownicy mogą używać BYPO-2 do równoległego łączenia modułów PV w celu zwiększenia prądu wyjściowego matrycy PV, uzyskując w ten sposób większą moc wyjściową. Ma cechy ultra niskiego spadku napięcia i ultra niskiej straty, co może rozwiązać problem, że prąd wsteczny zmniejsza żywotność modułów PV lub uszkadza moduły PV w układzie równoległym i może poprawić wydajność MPPT modułów PV w równoległym użyciu. Optymalizator równoległy PV ma również funkcję wyłączania modułu.

Zarówno optymalizator równoległy PV, jak i optymalizator mocy zawierają optymalizacje, ale są używane do bardzo różnych celów.

System analizy danych BYDAS

BYDAS to panel monitorujący online i status mikroinwertera. Aby dać użytkownikom lepsze doświadczenie, system ten jest wciąż aktualizowany i optymalizowany.

Zalety mikroinwertera BENY

Trzecia generacja technologii półprzewodnikowej GaN HEMT jest używana do zastąpienia Si MOSFET dla głównej topologii konwersji flyback, a własny opatentowany algorytm optymalizacji sterowania mocą jest używany do znacznej poprawy wydajności konwersji mikroinwertera i zmniejszenia strat systemu.

Komponenty magnetyczne i komponenty oporowe są wybrane z najlepszych międzynarodowych producentów, MTBF> 25 lat. Struktura i konstrukcja odprowadzania ciepła są w pełni zaprojektowane, aby zapewnić, że może nadal pracować przy pełnym obciążeniu, gdy temperatura otoczenia wynosi 55 ℃.

O metodzie komunikacji, mikroinwerter używa PLCC/Zigbee. Zgodnie z różnymi środowiskami aplikacji można skonfigurować odpowiednie rozwiązania, aby zapewnić jakość komunikacji. Komunikacja między bramą a routerem ethernet może być podłączona za pomocą kabla RJ45. Jest to dojrzałe i niezawodne rozwiązanie, jakość komunikacji jest gwarantowana, a użytkownik i instalator nie potrzebują żadnych działań związanych z dystrybucją sieci.

Podsumowanie

Obecnie mikroinwerter jest to wybór sprzyjający osiągnięciu najwyższej sprawności wytwarzania energii w systemach PV, zwłaszcza dachach budynków mieszkalnych, gdzie moduły są małe i łatwo ulegają zacienieniu przez otaczające je obiekty. Wybór mikroinwertera jest również dobry w kontekście bezpieczeństwa: pełna konstrukcja AC zmniejsza potencjalne ryzyko spowodowane wysokim napięciem DC; monitorowanie na poziomie modułu pozwala na skuteczne uniknięcie takiego ryzyka. 

Źródło: Beny.

Materiał sponsorowany