Áttekintés: SolarEdge és Tigo teljesítmény-optimalizálók összehasonlítása
A napelemes rendszerek manapság egyre nagyobb népszerűségnek örvendenek, de ahhoz, hogy a kezdeti magas beruházási költségek megtérülését biztosítsuk, minden egyes kW fényenergia begyűjtése elengedhetetlen. Ha abból indulunk ki, hogy a hálózatra termelő inverterek nagyjából 98%, míg a napelemek kb. 20%-os hatásfokkal működnek láthatjuk, hogy a napelemes rendszereknél az energia döntő része a paneleknél veszik el. Habár sok tényező határozza meg a napelemek tényleges energiatermelését, a rendszer optimalizálása a legjobb módszer, a veszteségek csökkentésére és a teljesítményt maximalizálására.
Ebben a cikkben bemutatjuk, hogy miért fontos a teljesítmény optimalizálás. Ezen felül megvizsgálunk és összehasonlítunk két modulszintű optimalizáló rendszert: a SolarEdge-t és Tigo-t.
Mi okozza a napelemek energiaveszteségeit?
A teljesítmény eltérés általi veszteségek akkor keletkeznek, amikor egy napelem elektromos paraméterei lényegesen különböznek más vele sorba kötött napelemek paramétereitől. A teljesítmény eltérés által érintett modulok jóval kevesebb energiát termelnek, mint más panelek és egyidejűleg az összes modul teljesítményét is csökkentik a füzérben. Ahogy Chouder tanulmányában kimutatta, akár a teljes előállított energia 10%-a is elveszhet a modulok teljesítmény eltérése miatt.¹
Az eltérés forrásai:
- A gyártási eljárás során keletkező eltérés: A napelemeknek, még a kiváló minőségű moduloknak is különböző kimeneti teljesítmény jellemzői vannak. Például a Canadian Solar CS3K-300P modul teljesítmény toleranciája 0 és +5 W közötti (0-1,67%).
- Környezeti viszontagságok miatti eltérés: Időnként felhők takarják el a napot, aminek következtében modulok ideiglenesen árnyékba kerülnek. A magas hőmérséklet szintén egy olyan tényező, ami csökkenti a teljesítményt, és teljesítmény eltérést okozhat, mert a füzérben minden egyes modulnál a hűtő hatás különböző mértékű.
- Eltérő tájolás és helyi árnyékolás miatti eltérés: A modulok nagyon gyakran vannak kitéve árnyéknak. Ezek forrásai lehetnek a lakóépületek tetőszerkezetén lévő különböző objektumok, kémények, fák, vagy más modulok. A tető kialakítása is eredményezheti, hogy a modulok eltérő tájolással vagy szögben kerülnek felszerelésre.
- Különböző degradáció miatti eltérés: a modulok különböző okok miatt degradálódnak: hibás by-pass diódák, szennyeződés, mechanikai igénybevétel, öregedés…²
Miért használjunk teljesítmény optimalizálót?
A teljesítmény optimalizálókkal rendelkező napelemes rendszerek biztosítják, hogy minden modul a maximális energiát termelhesse. Az eltérő teljesítményű modulok nem befolyásolják a rendszer többi részének a teljesítményét. A teljesítmény optimalizálók azt is lehetővé teszik, hogy a modulokat különböző elrendeződésben és szögben szereljék fel, ami a telepítés során nagyobb rugalmasságot, végeredményben pedig esztétikusabb tetőt, és a tetőfelület jobb kihasználását biztosítja.
A SolarEdge megoldása
A SolarEdge (SE) rendszer SE optimalizálókat és SE invertereket tartalmaz, ahogy az alábbi ábra is mutatja. Minden optimalizálóhoz egy vagy két modul kapcsolódik. A teljesítmény optimalizálók buck/boost DC-DC konverterek, amelyek optimalizálják minden egyes modul energiatermelését követve minden egyes modul a maximális munkapontját. A SolarEdge inverter csak átalakítja az egyenáramot a hálózatnak megfelelő váltóárammá, és reagál a hálózat változásaira. Az innovatív és egyszerűsített kialakításnak köszönhetően a SolarEdge inverterek könnyebbek, és kevésbé hajlamosak meghibásodásra, mint a hagyományos sztring inverterek. Ez az egész rendszert (optimalizáló + inverter) robosztusabbá és megbízhatóbbá teszi.
SolarEdge lakossági és ipari rendszer
A
SolarEdge 25 év garanciát biztosít az inverterekre, illetve 12 évet a
teljesítmény optimalizálókra. Ha az inverterek internetre vannak
csatlakoztatva, akkor elküldik a rendszer információt az ingyenes
monitoring rendszernek, ami a rendszer minden egyes moduljának a
teljesítményét megjeleníti.
Továbbá a SolarEdge monitoring rendszer
energia menedzsment platformként is szolgálhat, így szabályozható, hogy a
megtermelt napenergia a saját fogyasztásra, elektromos járművek
töltésére vagy más háztartási gépek működtetésére fordítódjon.
A SolarEdge nagyon hatékony szoftvereket kínál, amelyek segítségére vannak a tervezőknek, telepítőknek és a végfelhasználóknak is. Tervezőknek: A Designer eszköz komplex megoldást biztosít, beleértve a napelemek elrendezési tervének elkészítését, a megfelelő inverterek és teljesítmény optimalizálók kiválasztását, vezetékelési tervet, és hozambecslést.
A Tigo megoldása
A Tigo megoldás egyszerű, rugalmas, és egyedi esetre szabott.
A Tigo technológia az ügyfél igényeinek megfelelően alakítható ki, köszönhetően a Tigo szelektív telepítési funkciónak. A Tigo TS4 optimalizálási technológia a napelemes rendszer invertereitől függetlenül működik, és minden egyes panel igény szerint optimalizálható. Más szóval, ha egy fa árnyéka eléri a tető egy sarkát, akkor nem kell minden panelhez optimalizálót vásárolnia, hanem csak azokhoz, amelyek a fa árnyékába kerülnek. Ezt a lehetőséget a Tigo, impedancia illesztés és prediktív IV technológiája biztosítja. Az impedancia illesztés by-pass csatornát hoz létre az árnyékolt modul körül (a vörös modul az alábbi ábrán), ami biztosítja, hogy a csökkent kimeneti teljesítményű modul nem fogja befolyásolni a többi modult. A prediktív IV módszer a modulok viselkedési statisztikáját használja fel összekapcsolva az impedancia illesztéssel, hogy megjósolja a modulok optimális beállítását a maximális energia előállításához. A Tigo optimalizálók kompatibilisek az összes vezető inverter gyártóval.³
A Tigo rendszer működéséhez elegendő TS4-A-O optimalizáló, ha a monitoring funkcióra nincs szükség. A monitoring funkció használatához össze kell kötni a modul optimalizálókat, a Tigo hozzáférési pontot (TAP – Tigo Access Point) és a felhő csatlakozási készletet (Cloud Connect Kit). A felhő csatlakozási készletre nincs szükség, ha az már integrálva van az inverterbe. A Tigo 25 év garanciát szavatol a teljesítmény optimalizálókra, és 5 év garanciát a Tigo hozzáférési pontra és felhő csatlakozási készletre.
KÖVETKEZTETÉS
A cikkben áttekintettük a modulok teljesítmény eltérésének különböző okait. A teljesítmény optimalizálók használatával a teljesítmény eltérés problémája lényegesen csökkenthető. A SolarEdge és Tigo megközelítésébe és rendszereibe próbáltunk betekinteni, hogy jobban megértsük a működési elveiket. Mindkét márka kiváló minőséget és biztonságos megoldást jelent beleértve a Gyors leállítás funkciót is. A Tigo rendszere egyszerű, rugalmas és speciális igényekre szabható. A SolarEdge rendszere komplex, robosztus és költséghatékony, ha teljeskörű optimalizálásra és modulszintű monitoring funkcióra van szükség.