Instalacja fotowoltaiczna to ekologiczne rozwiązanie, które generuje dodatkowe oszczędności dla budżetu domowego. Efektywność działania tego systemu zależy od sprawności jego części składowych, czyli paneli fotowoltaicznych.
Kiedy te ulegają awarii lub są zacienione, praca instalacji jest mniej wydajna. Sposobem na zwiększenie produktywności instalacji PV jest zastosowanie optymalizatorów mocy. Czym są te urządzenia i na czym polega ich działanie?
Co to jest optymalizator mocy w fotowoltaice?
Optymalizator mocy to urządzenie, najczęściej w kształcie małej skrzynki, które jest wyposażone w układy elektroniczne. Zazwyczaj montuje się go przy modułach PV albo w puszkach połączeniowych paneli. Coraz większą popularnością cieszą się nowoczesne moduły fotowoltaiczne, które mają fabrycznie wbudowane optymalizatory, nazywa się je modułami smart.
Po co stosuje się optymalizatory mocy? Urządzenia te montowane są w celu regulacji napięcia w panelach PV. Ich zadaniem jest zwiększenie efektywności działania instalacji fotowoltaicznej. Uzysk energetyczny zoptymalizowanych paneli PV wzrasta nawet o kilkadziesiąt procent w porównaniu z modułami bez dodatkowego wsparcia. Optymalizator mocy wymusza na instalacji PV maksymalne i równomierne działanie, pomimo pojawiających się przeszkód w obrębie jej poszczególnych fragmentów.
Jak działa optymalizator mocy w instalacji fotowoltaicznej?
Specjaliści zajmujący się fotowoltaiką polecają montaż optymalizatora mocy. Na czym polega jego praca? Schemat działania tego urządzenia jest dość prosty. Jego głównym zadaniem jest monitorowanie aktywności paneli fotowoltaicznych. Moduły PV pracują w sposób szeregowy. Ich łączna wydajność uzależniona jest od działania całego systemu. Jeśli więc jeden z paneli pozostaje w cieniu lub jest uszkodzony, wtedy uzysk energii instalacji obniża się – dostosowuje swoją efektywność do najsłabszego ogniwa.
Optymalizator mocy poszukuje punktu mocy maksymalnej (MPP) na poziomie pojedynczych modułów fotowoltaicznych. Funkcją tego urządzenia jest obciążenie paneli PV w równomierny i najwydajniejszy sposób. W instalacjach szeregowych, gdy jeden z modułów zostaje zacieniony, może dojść nie tylko do zmniejszenia ilości generowanej energii, lecz także całkowitego odłączenia felernego panelu przez diody by-pass.
Optymalizatory mocy montuje są do każdego modułu PV. Na bieżąco monitorują parametry ich pracy, w tym temperaturę, moc i napięcie. W efekcie urządzenia te są w stanie szybko wykryć nieprawidłowości i zoptymalizować działanie systemu PV. Można więc powiedzieć, że optymalizator mocy to motywator, który pobudza panele fotowoltaiczne do miarowej, jednakowej pracy.
Kiedy warto stosować optymalizatory mocy?
Instalacja fotowoltaiczna działa najefektywniej, kiedy jej wszystkie części składowe, czyli panele PV, mają niezakłócony dostęp do energii słonecznej. Niestety, realia pokazują, że uzyskanie takich warunków nie zawsze jest możliwe. Gdy poszczególne moduły PV mogą jedynie w ograniczonym stopniu pobierać energię ze słońca, wtedy mówi się o niedopasowaniu prądowo-napięciowym w ogniwach fotowoltaicznych. Wśród najpopularniejszych czynników, prowadzących do wystąpienia zjawiska niedopasowania, wymienia się:
- zacienienie powierzchni modułów fotowoltaicznych,
- nierównomierne nagrzewanie się paneli PV,
- zróżnicowany czas starzenia się poszczególnych elementów instalacji fotowoltaicznej,
- zabrudzenia modułów PV,
- powstawanie refleksów świetlnych czy nieodpowiedni kąt załamywania się promieni słonecznych, które padają na panele fotowoltaiczne,
- uszkodzenia mechaniczne ogniw.
Jeśli dana instalacja PV cyklicznie zmaga się z niedopasowaniem prądowo-napięciowym, wówczas zastosowanie optymalizatora mocy jest koniecznym posunięciem. Każdy posiadacz instalacji fotowoltaicznej powinien wiedzieć, że urządzenia te nie tylko minimalizują straty energetyczne, lecz także zwiększają żywotność modułów PV. Optymalizatory czuwają nad działaniem systemu fotowoltaicznego i w razie namierzenia jakichkolwiek usterek, informują o ich zdiagnozowaniu.
Optymalizator mocy a mikroinwerter fotowoltaiczny – czym się różnią?
Optymalizatory mocy podłącza się do każdego modułu z osobna. Ich zadaniem jest wspomaganie i optymalizowanie systemu fotowoltaicznego, kiedy jeden lub kilka paneli PV działa mniej efektywnie przez występowanie, np. czasowego zacienienia. Czym są mikroinwertery fotowoltaiczne? To również niewielkie urządzenia, które montuje się do każdego poszczególnego modułu PV. Mikro wersje falowników odpowiadają za zmianę prądu stałego w zmienny, w każdym panelu fotowoltaicznym oddzielnie.
Optymalizatory PV polecane są w przypadku instalacji fotowoltaicznych, które mierzą się z dużym zacienieniem, a co za tym idzie, wahaniami napięcia i zmniejszoną produkcją energii elektrycznej. Z kolei mikroinwerter fotowoltaiczny nie tylko podnosi efektywność działania instalacji PV, lecz także ułatwia rozbudowę systemu o kolejne moduły bez konieczności ingerowania w wykonaną już konstrukcję. Po urządzenia te warto sięgać w przypadku rozległego dachu o skomplikowanym układzie, np. nachylonym pod różnymi kątami.
